健康安格斯?fàn)倥ＥcIBRV感染犢牛鼻腔菌群變化比較

易鵬飛,孫 磊,馬亞楠,馬雪連,李 娜,孫亞偉,鐘 旗,姚 剛*

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)學(xué)院,烏魯木齊 830052;2.新疆維吾爾自治區(qū)昌吉回族自治州農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心,昌吉 831100;3.新疆畜牧科學(xué)院獸醫(yī)研究所,烏魯木齊 830013)

牛傳染性鼻氣管炎病毒(infectious bovine rhinotracheitis virus,IBRV),即牛皰疹病毒Ⅰ型(bovine herpes virus type 1,BHV-1),是一種可造成牛發(fā)生嚴(yán)重呼吸障礙的病毒[1-2]。IBRV具有高度傳染性,會引起牛嚴(yán)重的呼吸道感染[3]。牛感染后一般都會出現(xiàn)體溫升高,精神、食欲不佳,呼吸不暢,鼻腔流出大量黏液,鼻黏膜伴有充血潰爛,鼻鏡部分出現(xiàn)紅腫,哺乳母牛還會出現(xiàn)產(chǎn)奶量減少等癥狀[4]。上呼吸道感染時常伴有結(jié)膜炎,病毒通過鼻淚管進(jìn)入眼結(jié)膜使眼結(jié)膜出現(xiàn)炎癥,當(dāng)出現(xiàn)繼發(fā)性細(xì)菌感染時眼角流出膿性液體,出現(xiàn)角膜炎[5]。IBRV感染有時還會造成患畜出現(xiàn)生殖道癥狀,包括母畜出現(xiàn)膿皰性外陰陰道炎和流產(chǎn),公畜出現(xiàn)陰莖粘膜和包皮的炎癥等。病毒大量存在于患畜的生殖器官中,一般在配種過程中傳播。在病程初期表現(xiàn)為生殖器官腫脹充血有膿瘡,頻繁排尿并伴有疼痛感,輕度感染時數(shù)日就能痊愈,但感染嚴(yán)重時生殖器官會發(fā)生病變[6]。此外有時還會出現(xiàn)腦膜腦炎癥狀,主要出現(xiàn)在犢牛階段,表現(xiàn)為腦膜充血出現(xiàn)出血點(diǎn)或血栓。體溫升高到40 ℃以上,并伴有明顯的神經(jīng)癥狀,如有時精神萎靡有時亢奮,共濟(jì)失調(diào),不能正常行走等,一般此類型病程短死亡率高[7]。同時IBRV感染會使患畜出現(xiàn)免疫抑制的現(xiàn)象,從而出現(xiàn)繼發(fā)感染,使患畜康復(fù)變得更加復(fù)雜[8-9]。隱性感染的患畜在受到外界刺激(如外傷、暴曬)時會再次激活體內(nèi)病毒并向環(huán)境中排毒,從而造成BHV-1持續(xù)感染難以清除的特點(diǎn)[10-11]。

微生物群多樣性和組成在控制傳染病方面發(fā)揮著重要作用[12-13]。與腸道微生物群相比,鼻腔微生物群對呼吸道病原體感染的作用評價(jià)研究較少[14]。有研究表明,呼吸道合胞體病毒感染和嬰兒鼻腔微生物菌群失調(diào)密切相關(guān),感染該病毒的嬰兒和未感染嬰兒之間在微生物多樣性和特定細(xì)菌類群豐度方面有差異,并顯示這些差異在病前、病中和病后以一些不同的模式縱向表現(xiàn)[15]。據(jù)報(bào)道,由病毒、細(xì)菌病原體或環(huán)境應(yīng)激因素單獨(dú)或共同作用引起的豬呼吸道疾病綜合征,相較于健康豬會顯示出明顯的菌屬豐度變化[16]。由于呼吸道微生物群是高度可變的[17],在疾病發(fā)生時出現(xiàn)的改變是疾病發(fā)生的原因還是結(jié)果尚不能明確。因此,本研究通過對犢牛鼻腔菌群組成與差異特點(diǎn)進(jìn)行研究,探索犢牛鼻腔菌群結(jié)構(gòu)和功能變化與IBRV感染的相關(guān)性。以期為深入探究犢牛呼吸道病毒病的發(fā)病機(jī)制提供研究基礎(chǔ)和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 犢牛呼吸道疾病流行病學(xué)調(diào)查

于2021年,在中國新疆南疆地區(qū)4個規(guī)?；哺袼谷馀７庇龍?以1月齡犢牛作為調(diào)查對象,進(jìn)行為期一年的犢牛呼吸道疾病流行病學(xué)調(diào)查。所調(diào)查的犢牛呼吸道疾病相關(guān)臨床癥狀包括發(fā)熱(肛溫39.5 ℃以上)、咳嗽(干咳、濕咳,活動時加劇)和呼吸困難(頭頸伸直、氣喘、腹式呼吸明顯,伴隨出現(xiàn)吞咽動作)。

1.2 樣品采集

樣品分別在2020年12月至2021年11月采集于新疆南疆地區(qū)的4個安格斯肉牛繁育場,來源為出生1月齡犢牛,根據(jù)臨床癥狀,隨機(jī)抽取出現(xiàn)發(fā)熱、咳嗽和呼吸困難等呼吸道癥狀犢牛和無呼吸道癥狀犢牛,通過佩戴無菌手套將無菌棉拭子深入犢牛鼻腔中,充分蘸取分泌物,將其密封于凍存管中置于液氮中保存,備用。

1.2.1 IBRV的PCR檢測 根據(jù)GenBank收錄的IBRV的UL27基因序列(登錄號:MK654 723.1),利用DNAstar、DNAman及IEDB、Bepipred等在線軟件分析其氨基酸序列。選擇抗原性較強(qiáng)部位的氨基酸殘基作為目的區(qū)域(第273-393位氨基酸)。利用Primer 5.0設(shè)計(jì)引物,由上海生物工程有限公司合成。引物序列為F:5′CTCTACCGCACGGGCACCT3′,R:5′GCGGCTCTCGTCTCGCA3′;目的基因(360 bp)擴(kuò)增使用15 μL總反應(yīng)體系,反應(yīng)條件為95 ℃ 5 min;95 ℃ 30 s,58 ℃ 30 s,72 ℃ 30 s,35個循環(huán);72 ℃ 10 min。

1.2.2 樣本分組 依據(jù)PCR檢測結(jié)果,在出現(xiàn)呼吸道臨床癥狀犢牛樣本中隨機(jī)選取10個單純IBRV陽性的犢牛樣本定為P組,在無呼吸道臨床癥狀犢牛樣本中隨機(jī)選取10個IBRV陰性且無其他呼吸道病毒感染的健康犢牛樣本定為N組。

1.3 樣品細(xì)菌16S rRNA測序

使用Omega病毒基因組DNA快速提取試劑盒提取基因組DNA[18],基因組抽提成功后使用分光光度計(jì)測定DNA濃度和純度,瓊脂凝膠電泳試驗(yàn)檢測提取DNA的質(zhì)量是否標(biāo)準(zhǔn)。之后進(jìn)行目標(biāo)片段PCR擴(kuò)增。對擴(kuò)增產(chǎn)物使用1.2%瓊脂糖凝膠電泳試驗(yàn)進(jìn)行檢測,之后回收目的片段,使用Axygen公司的凝膠回收試劑盒。根據(jù)電泳初步定量結(jié)果,對回收的PCR擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行熒光定量。選擇V3和V4可變區(qū)使用Illumina平臺對群落DNA片段進(jìn)行雙端(Paired-end)測序。

測序完成后,使用DADA2方法,進(jìn)行去引物,質(zhì)量過濾,去噪(denoise),拼接和去嵌合體步驟[19]。以上步驟針對每個文庫分別進(jìn)行分析。使用R語言腳本,對全部樣本中所包含的高質(zhì)量序列的長度分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。使用DADA2質(zhì)控后產(chǎn)生的每個去重的序列稱為ASVs(amplicon sequence variants)。將所得的ASV序列與Greengenes數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比[20],對ASV表中的每一個ASV進(jìn)行分等級(門、綱、目、科、屬)的物種注釋。區(qū)分樣本后用軟件平臺Usearch進(jìn)行ASV聚類分析和物種分類學(xué)分析,基于ASV用分析軟件Mothur進(jìn)行α多樣性和β多樣性分析,基于分類學(xué)信息,在各個分類水平上進(jìn)行群落結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)分析。使用R語言vegan包的adnois2函數(shù)進(jìn)行adonis分析。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

2 結(jié) 果

2.1 犢牛呼吸道疾病的流行病學(xué)調(diào)查與病原IBRV檢測

新疆南疆地區(qū)部分安格斯肉牛繁育場犢牛呼吸道疾病調(diào)查情況如下:2020年12—2021年11月,共計(jì)產(chǎn)犢11 215頭,具有發(fā)熱、咳嗽、呼吸困難等臨床癥狀犢牛數(shù)共計(jì)922頭,占產(chǎn)犢總數(shù)的8.2%(922/11 215);其中死亡98頭,病死率為10.6%(98/922)。

隨機(jī)抽取197頭具有發(fā)熱、咳嗽、呼吸困難等臨床癥狀犢牛和30頭無臨床癥狀犢牛,采集鼻拭子進(jìn)行IBRV的PCR檢測。結(jié)果顯示:具有臨床癥狀犢牛中IBRV檢出率為23.35%(46/197),無癥狀犢牛檢出率為13.33%(4/30)。

在此基礎(chǔ)上,隨機(jī)選取10個單純IBRV陽性的犢牛樣本(P組)和10個IBRV陰性且無其他呼吸道病毒感染的健康犢牛樣本(N組),對分組樣本進(jìn)行PCR檢測。

2.2 鼻腔菌群物種組成分析

2.2.1 各水平微生物分類單元ASV組成數(shù) N組和P組犢牛鼻腔菌群各分類水平物種分類單元組成如圖1所示。與N組犢牛比較顯示,P組犢牛鼻腔菌群在門、綱、目、科水平上的物種分類單元數(shù)呈極顯著增加(P<0.01),屬水平物種分類單元數(shù)也呈增加趨勢(P= 0.056)。種水平上無顯著差異。

圖1 N組和P組犢牛鼻腔菌群物種分類學(xué)注釋結(jié)果Fig.1 Taxonomic annotation of the nasal microbiota in group N and P

2.2.2 鼻腔菌群物種組成差異分析 在N組和P組犢牛鼻腔菌群中相對豐度排名前20的菌門和前50的菌屬如圖2A、B所示。LEfSe分析結(jié)果和物種組成差異如圖2C、D。進(jìn)一步采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)顯示,兩組間共有13菌門存在顯著差異(P<0.05),其中,與N組犢牛相比(圖2E),P組犢牛鼻腔菌群中的厚壁菌門(Firmicutes)相對豐度極顯著降低(P<0.01),而NC10、浮霉菌門(Planctomycetes)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)、藍(lán)藻門(Cyanobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi)、綠菌門(Chlorobi)、WS3、硝化螺旋菌門(Nitrospirae)、疣微菌門(Verrucomicrobia)、TM7和軟壁菌門(Tenericutes)相對豐度均顯著升高(P<0.05或P<0.01)。經(jīng)獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)比較,發(fā)現(xiàn):兩組間屬水平比較后共有15個差異顯著菌屬(P<0.05),與N組犢牛相比(圖2F和G),P組犢牛鼻腔菌群中閻氏菌屬(Yaniella)、鹽水球菌屬(Salinicoccus)、動性球菌屬(Planococcus)和短桿菌屬(Brevibacterium)相對豐度顯著降低(P<0.05),而紅游動菌屬(Rhodoplanes)和不動桿菌屬(Acinetobacter)相對豐度極顯著升高(P<0.01),此外德沃斯菌屬(Devosia)、乳酸桿菌屬(Lactobacillus)、嗜鹽單胞菌屬(Halomonas)、擬桿菌屬(Bacteroidaceae_Bactericides)、普雷沃菌屬(Prevotella)、Kaistobacter、芽胞桿菌屬(Bacillaceae_Bacillus)、支原體(Mycoplasma)和根瘤菌屬(Chelativorans)相對豐度均顯著升高(P<0.05)。

(圖2 Fig.2)

2.2.3 鼻腔菌群組成結(jié)構(gòu)分析 對兩組犢牛鼻腔菌群結(jié)構(gòu)進(jìn)行α多樣性和β多樣性分析(圖3A,B)。其中,兩組犢牛在菌群豐富度(Chao1、Observed＿species)和多樣性(Shannon、Simpson)指數(shù)無顯著性差異(P>0.05)。此外,P組犢牛基于進(jìn)化的多樣性(Faith＿pd)指數(shù)與N組犢牛相比差異不顯著(P>0.05)。然而,菌群均勻度(Pielou＿e)和覆蓋度(Goods＿coverage)指數(shù)呈顯著性差異(P<0.05)。兩組犢牛鼻腔菌群β多樣性PCoA分析顯示,PCo1的貢獻(xiàn)率為20%,PCo2的貢獻(xiàn)率為12.7%。經(jīng)降維處理后的NMDS分析結(jié)果如(圖3C)所示。進(jìn)一步采用Unweighted_unifrac adonis分析顯示P組和N組犢牛鼻腔菌群結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)極顯著獨(dú)立分布(P=0.001)(圖3B)。

A.α-多樣性指數(shù);B.β-多樣性指數(shù);C.NMDS分析A. α-diversity index; B. β-diversity index; C. NMDS analysis

2.3 鼻腔菌群功能預(yù)測

2.3.1 功能單元PCoA分析 N組和P組犢牛鼻腔菌群功能單元組成結(jié)構(gòu)分布在MetaCyc和KEGG數(shù)據(jù)庫中比較如圖4所示。在MetaCyc數(shù)據(jù)庫中PCo1的貢獻(xiàn)率為48.2%,PCo2的貢獻(xiàn)率為21.72%。KEGG數(shù)據(jù)庫中PCo1的貢獻(xiàn)率為51.9%,PCo2的貢獻(xiàn)率為19.7%。兩組犢牛鼻腔菌群各自聚為一類。

圖4 N組和P組犢牛鼻腔菌群結(jié)構(gòu)PCoA分析Fig.4 PCoA analysis of nasal microbiota structure in groups N and P

2.3.2 鼻腔菌群代謝通路統(tǒng)計(jì) P組和N組犢牛鼻腔菌群在MetaCyc數(shù)據(jù)庫中共富集到7類一級生物代謝功能,共計(jì),主要涉及:生物合成(biosynthesis)、退化/利用/同化(degradation/utilization/assimilation)、解毒(detoxification)、前體代謝產(chǎn)物和能量產(chǎn)生(generation of precursor metabolite and energy)、聚糖途徑(glycan pathways)、生物大分子修飾(macromolecule modification)和代謝簇(metabolic clusters)功能(圖5A)。在KEGG生物代謝功能中共富集到6類生物功能通路,主要涉及:細(xì)胞進(jìn)程(cellular processes)、環(huán)境信息處理(environmental information processing)、遺傳信息處理(genetic information processing)、人類疾病(human diseases)、代謝(metabolism)和生物體系統(tǒng)(organismal systems)(圖5B)。

A. MetaCyc數(shù)據(jù)庫;B. KEGG數(shù)據(jù)庫A. MetaCyc biometabolic function; B. KEGG biometabolic function

在MetaCyc一級功能層水平上,共檢測出61條代謝通路。相對豐度較高的主要是生物合成(biosynthesis)功能,其中主要是氨基酸生物合成(amino acid biosynthesis)、輔因子、輔基、電子載體和維生素生物合成(cofactor,prosthetic group,electron carrier,and vitamin biosynthesis)、核苷與核苷酸生物合成(nucleoside and nucleotide biosynthesis)、脂肪酸與脂質(zhì)生物合成(fatty acid and lipid biosynthesis)、碳水化合物生物合成(carbohydrate biosynthesis)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物合成(cell structure biosynthesis)。退化/利用/同化(degradation/utilization/assimilation)功能基因中,核苷和核苷酸降解(nucleoside and nucleotide degradation)相對豐度較高。前體代謝產(chǎn)物和能量的產(chǎn)生(generation of precursor metabolite and energy)功能基因中,發(fā)酵(fermentation)、三羧酸循環(huán)(TCA cycle)相對豐度較高。

在KEGG一級功能層水平上,共檢測出33條代謝通路。相對豐度較高的生物功能通路為代謝(metabolism),其中主要是氨基酸代謝(amino acid metabolism)、碳水化合物代謝(carbohydrate metabolism)、能量代謝(energy metabolism)、脂質(zhì)代謝(lipid metabolism)、輔助因子和維生素代謝(metabolism of cofactors and vitamins)、其他氨基酸的代謝(metabolism of other amino acids)、萜類和多酮類的代謝(metabolism of terpenoids and polyketides)和異種生物降解與代謝(xenobiotics biodegradation and metabolism)相對豐度較高。

2.3.3 鼻腔菌群代謝通路差異分析 如圖6所示,P組和N組犢牛鼻腔菌群在MetaCyc代謝通路豐度預(yù)測中存在9條差異通路,分別為甘露糖甘油酸生物合成I通路PWY-5656(mannosylglycerate biosynthesis I)、維生素B6降解通路PWY-5499(vitamin B6 degradation)、磷脂酶通路LIPASYN-PWY(phospholipases)、維生素E合成(生育酚)通路PWY-1422 [vitamin E biosynthesis(tocopherols)]、肌酐降解Ⅱ通路PWY-4722(creatinine degradation II)、恩特納-杜多羅夫途經(jīng)Ⅲ(半磷酸化)通路PWY-2221 [(pathway III (semi-phosphorylative)]、3-羥基丙酸循環(huán)超通路PWY-7024(superpathway of the 3-hydroxypropanoate cycle)、乙醛酸同化通路PWY-5744(glyoxylate assimilation)和3-羥基丙酸循環(huán)通路PWY-5743(3-hydroxypropanoate cycle),均為P組犢牛顯著上調(diào)(P<0.05)。

圖6 N組和P組犢牛鼻腔菌群差異代謝通路比較Fig.6 Comparison of different metabolic pathways of nasal microflora in N and P groups of calves

P組和N組犢牛鼻腔菌群在KEGG代謝通路豐度預(yù)測中存在7條差異通路,分別為細(xì)胞過程(cellular processes)中的細(xì)胞生長與死亡(cell growth and death)和運(yùn)輸和分解(transport and catabolism)自噬信號ko04145(phagosome)功能、人類疾病(human diseaes)中的傳染病(infectious diseases)瘧原蟲信號ko05144(malaria)功能、心血管疾病(cardiovascular diseases)肥厚性梗阻型心肌病ko05410[hypertrophic cardiomyopathy (HCM)]功能、神經(jīng)退行性疾病(neurodegenerative diseases)阿爾茨海默病ko05010(Alzheimer′s disease)功能、癌癥ko05200(pathways in cancer)功能、代謝(Metabolism)中的其他次級代謝產(chǎn)物的生物合成(biosynthesis of other secondary metabolites)、新霉素、卡那霉素和慶大霉素的生物合成ko00524(butirosin and neomycin biosynthesis)、功能和萜類化合物和聚酮化合物的代謝(metabolism of terpenoids and polyketones)、12、14和16元大環(huán)內(nèi)酯的生物合成ko00522(biosynthesis of 12-, 14-and 16-membered macrolides)功能,均為P組犢牛顯著上調(diào)(P<0.05)。

3 討 論

幼齡時期是牛生長過程的重要階段,具有感染病原的潛在風(fēng)險(xiǎn)。有研究發(fā)現(xiàn)呼吸道病毒感染引起免疫變化會造成呼吸道局部環(huán)境改變,并影響局部菌群組成[22]。同時,若鼻腔菌群失調(diào),會造成機(jī)體受到病毒的侵犯[23-24]。在慢性阻塞性肺病中,病毒可明顯增加呼吸道細(xì)菌負(fù)荷量[25]。本研究結(jié)果顯示,經(jīng)IBRV感染的鼻腔菌群在物種豐度和多樣性方面無顯著變化。然而,鼻腔菌群的均勻度和覆蓋度方面具有差異性。此外,β多樣性分析表明IBRV感染能顯著改變鼻腔菌群組成結(jié)構(gòu)。因此,IBRV感染會造成犢牛鼻腔菌群結(jié)構(gòu)更復(fù)雜造成菌群結(jié)構(gòu)紊亂。LEfSe分析中發(fā)現(xiàn)志賀菌屬(Shigella)在P組犢牛中被顯著富集,這可能導(dǎo)致宿主發(fā)生腸道疾病[26],這與犢牛感染IBRV后出現(xiàn)腹瀉等腸道疾病臨床癥狀相符。Frank等[27]的研究證明,從鼻部中分離出潛在的病原微生物可能會成為局部和全身感染的病原體。Gracia-Rodriguez等[28]發(fā)現(xiàn),患有慢性呼吸道疾病的宿主具有較高潛在病原體種類的鼻咽攜帶率。本研究中P組犢牛的厚壁菌門(Firmicutes)豐度低于N組犢牛,健康幼齡動物鼻腔中厚壁菌門(Firmicutes)為優(yōu)勢菌門,這與姜瑜琪等[29]的研究結(jié)果相似。然而,變形菌門(Proteobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、藍(lán)菌門(Cyanobacteria)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)豐度高于N組犢牛。據(jù)報(bào)道,變形菌門(Proteobacteria)被認(rèn)為是導(dǎo)致呼吸道疾病產(chǎn)生的主要誘因[30],進(jìn)一步表明IBRV的感染與鼻腔菌群變化相關(guān)。

值得注意的是,P組犢牛在MetaCyc代謝通路豐度預(yù)測中的甘露糖甘油酸生物合成、維生素B6降解、磷脂酶、維生素E合成(生育酚)、肌酐降解、恩特納-杜多羅夫途經(jīng)Ⅲ(半磷酸化)、3-羥基丙酸循環(huán)和乙醛酸同化通路顯著上調(diào)。其中,甘露糖甘油酸生物是細(xì)菌催化生成甘露糖甘油酸的重要物質(zhì),能增加微生物對高溫的適應(yīng)能力,從而加快微生物的代謝[31-32]。維生素B6的活性形式為吡哆醛5-磷酸(PLP),PLP在臨床和基于人體的研究中與許多炎性標(biāo)志物呈負(fù)相關(guān)[33-34],因此維生素B6降解提示機(jī)體出現(xiàn)炎癥反應(yīng)。維生素缺乏是由疾病或代謝紊亂引起的,但維生素E合成量的變化不具備一定的參考價(jià)值[35]。生育酚可以抑制乳腺癌細(xì)胞的生長并作為血清降膽固醇劑[36]。磷脂酶是參與合成溶血磷酸酯的主要物質(zhì),在維持機(jī)體正常生理功能和參與病理過程的發(fā)生發(fā)展方面均有重要作用[37]。肌酐降解是限制肌酐毒力的有力手段,降解不足會導(dǎo)致血液及腎臟乳脂醇的產(chǎn)生增加,典型例如尿毒癥患者體內(nèi)肌酐降解[38-39];但同時有研究證明,肌酐缺乏會造成線粒體能量代謝紊亂,會造成機(jī)體生長發(fā)育遲緩、腦損傷和偏癱等[40-41]。恩特納-杜多羅夫途經(jīng)是大腸桿菌的主要糖酵解途經(jīng)之一[42]。3-羥基丙酸是大腸桿菌、綠彎桿菌和肺炎克雷伯菌合成的關(guān)鍵物質(zhì),涵蓋了菌株生產(chǎn)的各個方面[43]。L-蘇氨酸是機(jī)體必需氨基酸之一,在L-蘇氨酸生產(chǎn)過程中,乙醛酸能起到部分回補(bǔ)途經(jīng)的功能,乙醛酸同化增加L-蘇氨酸的積累有利于菌體的代謝[44]。在KEGG代謝通路豐度預(yù)測中,細(xì)胞生長與死亡、運(yùn)輸和分解、傳染病、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病、癌癥和代謝功能均為P組犢牛顯著上調(diào)。已有研究證明,吞噬作用是細(xì)胞吸收相對較大顆粒的過程,是組織重塑、炎癥和抵御感染因子的核心機(jī)制。吞噬體和溶酶體的融合釋放出有毒產(chǎn)物,可以殺死大多數(shù)細(xì)菌并將它們降解成碎片[45]。肥厚性梗阻型心肌病會導(dǎo)致肌絲Ca2+敏感性增加從而增加肌動球蛋白在Ca2+濃度變化時對ATP的利用,無法維持正常的ATP水平可能導(dǎo)致中樞異常[46]。阿爾茨海默癥是由淀粉樣蛋白(Abeta)造成細(xì)胞Ca2+失衡導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡、自噬缺陷、線粒體異常、神經(jīng)傳遞缺陷、突觸可塑性受損和神經(jīng)變性[47]。P組犢牛鼻腔菌群發(fā)生改變,同時與代謝通路相互作用和影響導(dǎo)致代謝通路功能變化?；谝陨?提示P組犢牛鼻腔菌群、代謝通路和功能出現(xiàn)變化,變化主要為門水平菌群差異,參加菌體合成、炎性反應(yīng)標(biāo)志物和影響機(jī)體生長發(fā)育相關(guān)代謝通路和細(xì)胞代謝、物質(zhì)的運(yùn)輸、分解和合成,以及疾病的代謝通路功能。但I(xiàn)BRV感染與鼻腔菌群及代謝通路改變的因果關(guān)系尚不明確,具體機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

研究結(jié)果顯示,鼻腔菌群失調(diào)與IBRV感染之間有著密切的聯(lián)系。IBRV感染后犢牛的鼻腔菌群組成結(jié)構(gòu)與功能都發(fā)生了顯著改變。厚壁菌門(Firmicutes)、酸桿菌門(Acidobacteria)和綠彎菌門(Chloroflexi),紅游動菌屬(Rhodoplanes)和不動桿菌屬(Acinetobacter)可能是IBRV感染犢牛鼻腔菌群中具有顯著差異的標(biāo)志性物種。此外,IBRV感染犢牛的菌體合成、炎性反應(yīng)標(biāo)志物和機(jī)體生長發(fā)育通路潛在功能顯著上調(diào)。本研究解析了犢牛IBRV感染與其鼻腔菌群變化的相關(guān)性,即鼻腔菌群紊亂與IBRV感染密切相關(guān),研究結(jié)果可為后期開展防治犢牛呼吸道疾病提供理論基礎(chǔ)。