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肠道微生物群与免疫系统
肠道免疫在维持猪的健康方面起着核心作用。在无菌动物中，肠道免疫系统发育不全，表现为黏液分泌不足、抗菌肽缺乏，以及抗体和 T 细胞等成分缺失（Gewirtz等人，2001 年）。与肠黏膜相关的微生物群的存在对于免疫调节和成熟至关重要（Mulder等人，2011 年；Arpaia等人，2013 年；Belkaid 和 Hand，2014 年），因为大多数影响微生物组的基因都与免疫系统相关。宿主的免疫成分会主动选择肠腔内的微生物，从而塑造出有益的微生物群（Honda、Littman，2016 年）。
此外，共生微生物能够：
- 代谢食物毒素
- 合成维生素
- 促进肠上皮细胞成熟
- 并增强屏障功能，有助于维持免疫稳态。
(Kabat; Srinivasan; Maloy, 2014年; Yang 等人, 2016年; Li 等人, 2018年; De Vries、Smidt, 2020年).
对肠道微生物群的耐受和应答机制
人们日益认识到肠道微生物群是影响猪生产性能的一个决定性因素，这推动了对其与免疫相互作用机制的研究取得进展（Duarte；Kim，2022 年）。调节微生物群会直接影响免疫发育和肠道功能（Chen等人，2018 年；Li等人，2018 年）。整个胃肠道中的细菌密度会增加，免疫系统需要区分致病微生物与共生或无害微生物（Stokes，2017 年）。这种选择性耐受对于避免不必要的炎症反应、维持黏膜完整性至关重要（Brown；Sadarangani；Finlay，2013 年；Mowat，2018 年）。基于这些原因，肠道免疫系统会采用不同机制应对微生物群，以确保其稳态（图 1）：
紧密连接是限制跨上皮通透性的基本结构。源自微生物的信号可通过诱导肠细胞间紧密连接成分的正向调节以及细胞骨架蛋白的修饰来强化这一屏障（Bansal等人，2010 年）。
抗菌肽（AMPs）也会与微生物群相互作用，有助于对其进行调节，并促进清除上皮附近的共生细菌(Macpherson; Uhr, 2004年; Hooper; Littman; Macpherson, 2012年)。
模式识别受体（PRRs）的表达对于肠道稳态至关重要。它们能够检测微生物相关分子模式（MAMPs），并调节黏蛋白、抗菌肽（AMPs）、免疫球蛋白 A（IgA）和细胞因子的产生，以及维持紧密连接和上皮细胞增殖。这些配体并非病原体所特有，共生微生物群在健康定植过程中也会大量产生这些配体(Brown; Sadarangani; Finlay, 2013年; Chu; Mazmanian, 2013年)。
Toll 样受体（TLRs）能够识别大量细菌和其他肠道微生物所共有的保守分子模式（Shi等人，2017 年）。研究表明，Toll 样受体在肠上皮细胞的基底外侧区域有策略性地表达，这样它们就不会暴露于肠腔内的微生物群中。然而，新的研究发现显示，Toll 样受体也会在细胞顶端表达。因此，即使未能识别这些微生物，先天免疫细胞也会随时准备发挥作用(Kayisoglu et al., 2020年; Schären; Hapfelmeier, 2021年)。
肠道巨噬细胞在对共生微生物群的耐受过程中也起着至关重要的作用。它们呈现出一种对 Toll 样受体配体反应低下的表型，共刺激分子（CD40、CD80、CD86）表达水平较低，白细胞介素 - 10（具有抗炎能力）产量较高，此外促炎细胞因子和一氧化氮的合成也有所减少。这有助于促进效应 Th 淋巴细胞和调节性 T 细胞之间的平衡，维持内稳态 (Lopes; Mosser; Gonçalves, 2020年).
尽管微生物群与上皮细胞之间存在先天性屏障，但树突状细胞仍积极参与免疫调节。它们会将树突穿过肠道屏障，以捕获肠腔内的微生物 (Brown; Sadarangani; Finlay, 2013年; Shi 等人, 2017年), promoting the production of secretory IgA and regulating the immune response (Gonçalves 等人, 2016年; Zheng; Liwinski; Elina, 2020年).
共生微生物偶尔会穿过小肠的黏液层（Ermund等人，2013 年）。在这种情况下，树突状细胞会将它们呈递给 B 淋巴细胞和 T 淋巴细胞，诱导产生免疫球蛋白 A（Chen等人，2021 年）。这些淋巴细胞也受到耐受机制的调控，因为它们表达针对微生物抗原的特异性受体（Bailay等人，2005 年）。最后，免疫球蛋白 A 与微生物群之间是互利共生的关系：种类丰富且调控良好的免疫球蛋白 A 有助于维持微生物群的平衡。 (Gutzeit; Magri; Cerutti, 2014年; Kawamoto 等人, 2014).
图 1. 展示肠道免疫细胞应对外部威胁作用机制的示意图。
结论
肠道免疫是一个由物理屏障、免疫细胞、受体和微生物群组成的复杂系统。当处于平衡状态时，它能抵御病原体，促进猪的生产性能。然而，应激、早期断奶和感染等因素会削弱这一防御机制，导致炎症和生产损失。了解肠道免疫的复杂性并寻求维护它的策略，对于高效、盈利和可持续的养猪生产至关重要。
