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上海兽医研究所在国家一类新兽药沙咪珠利与体内外微生态的相互作用方面取得进展

时间:2022-11-29   访问量:1015

近日,中国农业科学院上海兽医研究所动物抗感染药物和微生物耐药团队在国家一类新兽药沙咪珠利与体内外微生态的相互作用方面取得进展。团队通过16S高通量测序、非靶标代谢组学、抗球虫体内药效评价、Biolig-ECO等方法,首次发现国家一类抗球虫新兽药沙咪珠利对感染柔嫩艾美尔球虫的鸡肠道菌群重新构建其微生态平衡具有积极作用,而对堆肥和土壤微生态的影响很小。这些发现为在球虫的防控领域科学合理使用沙咪珠利提供了新思路,有助于提高沙咪珠利的抗球虫效率。相关研究成果发表在《微生物学前沿(Frontiers in microbiology)》和《微生物发病机制(Microbial pathogenesis)》上。

沙咪珠利是中国农业科学院上海兽医研究所抗感染药物和微生物耐药团队自主研发的抗球虫国家一类新兽药,是继喹烯酮之后我国在兽用化学药物领域第一个可用于食品动物使用的国家一类新兽药。作为创新型一类新兽药,沙咪珠利对鸡感染球虫后的肠道菌群影响,含药粪便堆肥期间的微生态变化影响以及药物进入土壤后对土壤微生态的影响都尚不清楚。

团队通过鸡感染艾美耳球虫模型,采用16S高通量测序、代谢组学分析等方法,研究发现足量的沙咪珠利治疗鸡柔嫩艾美尔球虫感染时,虽然不能扭转球虫攻击造成的鸡盲肠微生态紊乱,但可以抑制某些机会性病原菌的生长并促成肠道菌群达到新的平衡来保护肠道,从而达到高效的抗球虫效果。相较于沙咪珠利,盐霉素和磺胺氯哒嗪对潜在有害细菌的抑制作用更明显,但抗球虫效果弱。减量的沙咪珠利与磺胺氯哒嗪的复方也不能阻止球虫对盲肠组织和微生态的巨大破坏作用。代谢组学分析进一步印证了上述结果,并进一步揭示感染球虫鸡的肠道嘌呤代谢和氨酰基tRNA生物合成受沙咪珠利调控明显,提示沙咪珠利可能利用相关代谢通路影响球虫生长微环境。

用于预防球虫感染的鸡服用沙咪珠利后收集其粪便进行堆肥。粪肥堆肥初期,拟杆菌在含沙咪珠利粪便中的丰度明显低于正常组,进一步说明沙咪珠利对体内肠道菌群的调节作用。但随着堆肥的进行,堆肥体系中的微生物群落对沙咪珠利反应温和,菌群丰度逐渐接近一致。随后对土壤中的微生态影响研究发现,沙咪珠利的处理对土壤微生态整体影响不显著,但沙咪珠利促进了放线菌的繁殖,这可能有助于土壤有机物的分解。对照药物盐霉素处理的堆肥和土壤中变形杆菌丰度都增加,由于变形杆菌门涉及多种致病菌,因此这一现象值得进一步关注。

上述研究为阐明抗球虫药与微生物群落之间的相互作用,指导抗球虫药与抗菌药物之间的联合使用提供了理论依据,有助于提高沙咪珠利、盐霉素和磺胺氯哒嗪等药物在养殖业中的科学合理使用水平。

我所硕士研究生程晓蕾、李鑫分别为论文第一作者,张可煜副研究员为论文通讯作者。以上研究得到了国家重点研发计划项目(2018YFE0192600, 2018YFD0500302)的资助。

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球虫感染鸡在沙咪珠利和盐霉素治疗后盲肠在属分类水平上丰度前10的微生物的组成图

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堆肥第7天和第11天门水平菌群相对丰度分析

注:堆肥过程中,在门水平上沙咪珠利(ZEL)对细菌的相对丰度影响不显著,而盐霉素(SAL)显著。

论文链接: 

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2022.941259/full

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0882401022004363?via%3Dihub










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