肠道微生物组的宿主遗传学和疾病恢复力

作者：Genesus Inc. 遗传学家 Chad Bierman 博士

盈利能力是由养猪生产的许多不同组成部分驱动的。 有人提出，养猪场售出的全价生猪数量可能是影响盈利能力的最大因素（Boyd，2012 年）。

猪死亡率是猪销售数量的一个重要因素，猪疾病不仅对猪死亡率有重要影响，而且对猪的质量也有重要影响。 其他研究一致认为，养猪生产中的疾病会继续降低产量并降低盈利能力（VanderWaal 和 Deen，2018 年）。

治疗费用昂贵，疫苗也不是 100% 有效的。 因此，猪具有更高的遗传价值来抵御疾病挑战，受到的影响更小，或者从疾病引起的感染中恢复得更快，这似乎是有益的。 疾病对经济的影响很大（Cornelison 等人，2018 年），在猪育种目标中引入复原力指标将增加生产者的利润。

影响疾病复原力的一个机会在于研究猪肠道系统的微生物群落，也称为猪肠道微生物组。 正如 Kamada 及其同事 (2013) 所回顾的，肠道微生物组、猪本身和肠道环境之间存在着一个错综复杂的有益关系网络。 这个网络才刚刚开始探索。

外部因素会影响存在的微生物种群的类型和大小，如果关系变得不平衡，这些因素会改变其中任何一种的适应性。 例如，改变营养和抗生素给药可能会扰乱微生物网络，并可能导致有害病原体在曾经被有益细菌平衡的环境中定殖。 因此，进一步了解微生物如何促进猪的健康和福祉有助于应对疾病挑战。

与微生物组相关的一个有趣领域是量化宿主（猪）对微生物组组成的遗传控制，并确定组成与疾病恢复力之间的关系。 以前的研究已经确定了存在的细菌类型和丰度之间的差异：

• Estelle 及其同事 (2014) 确定了个体之间某些细菌类型丰度的可遗传成分，范围从非常低 (0.0) 到非常高 (0.82)，具体取决于属类型。 非零遗传力估计表明，猪的基因实际上确实在微生物组的组成中发挥了作用。
• Chen 及其同事（2018 年）随后报告了一项独立估计，细菌丰度的遗传力估计范围高达 0.56。
• 此外，Estelle 的小组确定了某些属类型之间的强遗传相关性，表明它们之间存在共生关系。
• 微生物对性能影响的其他证据表明，与宿主遗传学相比，阴道微生物组对繁殖性能（断奶前死亡率和断奶仔猪数量）的影响可能更大（Sanglard 等，2000）。

总之，这些发现表明微生物组在塑造表型中的潜在重要性以及宿主（猪）在微生物组组成中的遗传作用。

有证据表明宿主遗传学在肠道微生物种群的组成中发挥作用，相关的下一步是考虑对有利于猪健康和生产力的微生物组组成的遗传选择。

有早期证据表明，从血液成分测量的免疫特征与存在的微生物群类型在遗传上相关（Estelle 等，2014）。

微生物组也与影响疫苗反应效率有关。 人类和小鼠种群以及地理上隔离的人群之间的个体遗传变异已被记录（Lynn and Pulendran 2017）。 最近的一个猪例子还假设了肠道微生物组对疫苗功效的影响（Munyaka 等人，2020 年），他们在将猪肺炎支原体疫苗反应与疫苗接种前微生物组组成联系起来时证实了表型关系。 在他们的研究结果中，某些属类型的丰度可以比其他属类型更好地预测疫苗结果。

这些结果，再加上宿主遗传对猪肠道微生物组影响的证据，表明通过遗传选择对有利的猪肠道微生物组进一步增强自然疾病恢复力的真正机会。

Genesus 通过参与 2014 年加拿大基因组大规模应用研究项目加入了这一搜索。 关于迄今为止的微生物组研究，对幼猪的微生物组测量可能会预测它们的疫苗反应结果——这随后与免疫力和潜在的疾病易感性有关。

分类： 重要新闻, 全球科技

这篇文章是由Genesus写的