Campylobacter jejuni 是一种重要的肠道病原菌,能够引发猫的腹泻、食欲下降,甚至肠炎等消化系统疾病,特别是对幼猫(6个月以下)的健康和生长发育构成严重威胁。此外,感染的猫还可能成为病原菌的携带者,通过粪便传播给其他动物或人类,进而造成潜在的公共健康风险。
目前,抗生素是治疗 C. jejuni 感染的主要手段,但其滥用导致了耐药菌株的广泛传播。尤其是近年来,耐多药(如对氨基糖苷类和四环素类抗生素)的 C. jejuni 菌株在宠物中不断增加。为避免抗生素相关的健康和生态问题,开发一种高效、安全、可持续的治疗替代方案显得尤为重要。
鸡蛋黄抗体 (IgY) 作为一种被动免疫策略,近年来在治疗人类和动物肠道感染中展现出显著的效果。由于 IgY 具有生产效率高、特异性强、亲和力高、对动物更人道的制备方式,同时避免了哺乳动物来源抗体的交叉反应问题,其在抗菌治疗领域具有独特的优势。本研究针对猫 C. jejuni 感染,评估了特异性 IgY 的治疗和预防效果,并探索其潜在的作用机制。
研究方法
1. IgY 的制备与体外抑菌测试
- 抗原制备:从患腹泻猫的粪便中分离 C. jejuni,通过生化实验和 16S rDNA 测序鉴定菌株,并将其灭活作为抗原,免疫母鸡以制备特异性 IgY。
- 体外抑菌实验:将 C. jejuni 接种于培养基中,分别加入不同浓度的特异性 IgY(2.5、5 和 10 mg/mL),测定菌株生长曲线并绘制 OD600 对时间的抑菌曲线。
2. 动物模型建立与分组
- 小鼠模型:使用 C57BL/6 J 小鼠建立 C. jejuni 感染模型,通过喂食抗生素去除肠道菌群,并给予锌缺乏饮食后,采用灌胃方式接种 C. jejuni 菌液。感染后,小鼠被随机分为对照组和三个不同剂量 IgY 治疗组(高剂量:10 mg/mL,中剂量:5 mg/mL,低剂量:2.5 mg/mL)。
- 猫模型:选择 12 只 4 个月龄的布偶猫进行实验,随机分为两组:感染组(C.j,接种 C. jejuni 并接受 PBS 灌胃)和治疗组(C.j + IgY,接种 C. jejuni 并接受特异性 IgY 灌胃)。治疗组每天接受 25 mg/mL 的 IgY 灌胃 7 天。
3. 分析指标
- 临床症状评估:记录动物体重、粪便评分和腹泻发生率等临床指标。
- 炎症水平检测:通过 ELISA 测定血清和肠道组织中促炎因子(如 IL-6、IL-1β、TNF-α 和 CRP)水平,并评估肠道氧化应激相关指标(如 MPO 和 NO)。
- 肠道代谢物分析:采用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)检测动物粪便中的短链脂肪酸(SCFAs,包括乙酸、丙酸、丁酸等)。
- 粪便代谢组学分析:利用非靶向代谢组学技术分析布偶猫粪便中的差异代谢物,并通过 KEGG 数据库解析代谢通路。
研究结果
1. 体外抑菌效果
特异性 IgY 在体外显著抑制了 C. jejuni 的生长,并呈现出剂量依赖性。10 mg/mL 浓度的 IgY 抑菌效果最强。
2. IgY 对小鼠感染的保护作用
- 缓解临床症状:与对照组相比,接受 IgY 治疗的小鼠表现出显著的体重恢复、粪便成型改善及临床评分降低,尤其是在高剂量组效果最为显著。
- 降低炎症反应:IgY 治疗组小鼠的肠道促炎因子(IL-6 和 IL-1β)和氧化应激标志物(MPO 和 NO)水平显著降低,高剂量组的抑制效果最为突出。
- 改善肠道代谢:IgY 处理显著提高了小鼠盲肠内容物中的短链脂肪酸浓度,其中乙酸和丁酸的水平显著升高。
3. IgY 对布偶猫感染的保护作用
- 改善临床表现:感染后接受 IgY 治疗的布偶猫在实验结束时体重恢复至初始水平,粪便评分显著改善,呈现成型粪便,而对照组则持续表现软便和腹泻。
- 降低全身炎症反应:IgY 治疗组猫的血清 CRP、PCT 和促炎因子(IL-6、TNF-α 和 IL-1β)水平显著下降,提示 IgY 在缓解系统性炎症方面具有良好效果。
- 调控代谢与化学趋向性:代谢组学分析显示,IgY 处理显著影响了布偶猫肠道中的氨基酸代谢(如精氨酸、谷氨酸等)和细菌化学趋向性通路,抑制了 C. jejuni 的肠道定植。
讨论
本研究验证了鸡蛋黄抗体 (IgY) 在缓解 C. jejuni 感染症状、抑制炎症反应和改善肠道代谢方面的显著效果,并揭示了其可能的作用机制:
- 抑菌作用: IgY 直接抑制 C. jejuni 的生长和定植,减轻了病原菌对宿主的破坏。
- 调控炎症: IgY 减少了促炎因子的过度表达,抑制了系统性炎症反应,从而保护宿主健康。
- 改善代谢环境: IgY 提高了短链脂肪酸的生成,恢复了肠道微生物代谢的平衡,同时通过抑制氨基酸代谢和化学趋向性干扰了 C. jejuni 的生长和传播。
结论
特异性 IgY 是一种具有广泛前景的替代治疗策略,可有效缓解 C. jejuni 引发的腹泻及炎症,尤其在猫等宠物动物中展现出强大的应用潜力。未来研究应进一步评估 IgY 对不同 C. jejuni 菌株的适用性,并探索其在其他动物疾病治疗中的扩展应用。
参考文献:
Protective effect of chicken yolk antibody Y against Campylobacter jejuni induced diarrhea in cats