断奶期仔猪的健康状况决定后期的生长性能[1]。在现代养猪业中，为提高生产效益，通常在仔猪3~4周龄进行早期断奶[2]。然而，早期断奶仔猪的消化和免疫系统发育不成熟，容易造成断奶应激。研究表明，仔猪的胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶和淀粉酶活性在断奶早期7 d内明显下降，使得饲料难以消化[3]。饲料由液态奶转为固态饲料，会导致仔猪肠道屏障破坏，如紧密连接（TJs）结构破坏，黏蛋白的产生减少，肠道通透性增加[4-6]。此外，过早断奶会导致微生物多样性降低，肠道微生态失衡，进一步增加仔猪患肠道疾病的风险[7]。饲粮中添加抗生素被作为一种缓解仔猪断奶应激的有效手段，但抗生素易残留，使致病菌产生耐药性，对畜禽动物产生潜在危害。因此，寻求合适的抗生素替代品，有效控制断奶仔猪应激综合征，维护断奶仔猪肠道屏障功能，促进仔猪生长，成为生猪养殖的重点。丁酸梭菌（Clostridium butyricum，C. B）是一种革兰氏阳性厌氧菌，可产生大量丁酸。C. B对外界具有较强的抵抗能力，具备耐酸、耐高温、耐胆盐等优点，可以维持断奶仔猪肠道微生物平衡，改善肠道形态，增强免疫力。本文通过综述C. B对断奶仔猪肠道黏膜屏障功能的影响机制，以期为C. B作为新型抗生素替代品的开发与应用提供参考。1仔猪的肠道屏障仔猪的肠道屏障由微生物屏障、黏膜屏障和免疫屏障组成。肠道屏障在维持肠道内环境稳态中发挥重要作用[8-9]。新生仔猪通过母乳的摄入与外部环境接触，在胃肠道中形成一个多样化的微生物群落[10]。不同肠道微生物群相互依存、相互制约形成肠道微生物系统，为肠道提供了第一道屏障。肠道微生物屏障有助于维持肠道的正常生理功能，保护肠道免受病原体的侵扰[11-12]。黏膜屏障是仔猪的第二道屏障，由化学屏障和物理屏障构成[13]。化学屏障由肠道黏膜上皮分泌的黏液、消化液、消化酶、抗菌肽及肠腔内常驻菌群组成。潘氏细胞和杯状细胞参与维持肠上皮免疫屏障功能[14]。潘氏细胞可通过产生防御素、抗菌肽和溶菌酶破坏细菌细胞壁或细胞膜，抑制或杀死病原菌，维持肠道黏膜稳态[15-18]。杯状细胞分泌的黏蛋白可在肠道黏膜表面形成一层保护膜，防止病原微生物与肠道上皮细胞结合[19]。潘氏细胞和杯状细胞可通过调节黏膜屏障，隔离肠道微生物和调节宿主免疫，维持肠道稳态[20]。肠上皮细胞及细胞间的TJs可有效防止细菌和内毒素从肠道进入血液中。故肠道中完整的TJs结构对物理屏障功能的正常发挥至关重要[21-23]。在断奶初期，与适应性免疫系统相比，调节屏障功能的先天免疫系统对仔猪更为重要[24]。肠道免疫系统通过分泌免疫球蛋白、白细胞介素和干扰素刺激肠上皮细胞维持稳态。在大约6周龄时，仔猪的淋巴细胞数量趋于稳定，空肠和回肠派尔斑等次级淋巴器官也快速成熟[25]。派尔斑被含有M细胞的滤泡上皮覆盖，抗原进入固有层。固有层包含各种免疫细胞，包括B细胞、巨噬细胞、树突细胞、T细胞[26]。上皮细胞、树突细胞和巨噬细胞对微生物的感知通过模式识别受体介导[27]。模式识别受体的激活诱导微生物杀伤途径并激活Th1细胞、Th17细胞和适应性免疫细胞[28]。2C. B对仔猪肠道屏障的影响及作用机制2.1C. B对微生物屏障的影响仔猪由哺乳期过渡到断奶期，肠道菌群的结构发生变化，导致微生物多样性降低[29]。C. B可提高断奶仔猪肠道微生物的丰富度，优化肠道中的微生态环境。C. B对肠道微生物的影响见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.14.030.T001表1C. B对肠道微生物的影响品种添加量/(CFU/kg)试验时间/d结果文献来源滇陆仔猪1.0×10814盲肠大肠杆菌（Escherichia coli）数量减少，盲肠双歧杆菌属（Bifidobacterium）和乳酸杆菌属（Lactobacillus）数量增加刘韶娜等[30]“杜洛克×长白×约克夏”三元杂交仔猪6.0×10928结肠微生物丰富度和α多样性增加Wang等[31]1.0×10814盲肠Lactobacillus相对丰度增加Fu等[32]2.5×10928结肠链球菌属（Streptococcus）和Bifidobacterium相对丰度增加Han等[33]4.0×101135结肠芽孢杆菌属（Bacillus）和瘤胃球菌属（Ruminococcaceae UGG-003）相对丰度增加，结肠干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）和Parasutterella secunda相对丰度增加Chen等[34]“杜洛克×长白×大白”三元杂交仔猪5.0×10814回肠Escherichia coli数量减少，空肠和回肠Lactobacillus数量增加李玉鹏等[35]1.0×10928粪便硒单胞菌门（Selenomonadales）相对丰度三元杂交仔猪增加，梭菌目（Clostridiales）相对丰度减少，乙酸产生菌和乙酸利用菌相关菌的相对丰度增加Zhang等[36]1.0×10828粪便Lactobacillus和Bifidobacterium数量增加，粪便Escherichia coli数量减少Zhang等[37]1.0×108、2.0×108、4.0×10830盲肠Escherichia coli数量和沙门氏菌属（Salmonella）数量降低华学春[38]6.0×10928结肠微生物丰富度和α多样性增加，结肠厚壁菌门（Firmicutes）、毛螺旋菌科（Lachnospiraceae）和普雷沃菌科（Prevotelllaceae）相对丰度增加王康莉[39]2.5×10928结肠Bifidobacterium和丁酸球菌（Butyricicoccus）相对丰度增加，八联球菌属（Sarcina）、布劳特氏菌属（Blautia）和放线菌属（Actinobacillus）相对丰度减少韩云胜[40]2.0×101035盲肠Bifidobacterium和Lactobacillus数量提高，盲肠Escherichia coli数量减少杨晓伟[41]4.0×10830空肠微生物丰富度和α多样性增加，空肠拟杆菌门（Bacteroidetes）相对丰度提高，空肠广古菌门（Euryarchaeota）相对丰度降低。空肠假单胞菌属（Pseudomonas）和埃希氏菌属（Escherichia）相对丰度降低，粪球菌属（Coprococcus）、罗斯氏菌属（Roseburia）、Blautia和瘤胃球菌属（Ruminococcus）等相对丰度增加王远霞等[42]1.0×108、2.0×108、4.0×10830盲肠Escherichia coli和Salmonella数量减少郑有秀等[43]5.0×10914回肠梭菌科（Clostridiaceae）和链霉菌科（Streptomycetaceae）相对丰度增加，回肠毛螺菌科（Lachnospiraceae）、拟杆菌科（Bacteroidaceae）和诺卡氏菌科（Nocardiaceae）相对丰度减少庞敏[44]由表1可知，C. B可维持不同品种断奶仔猪维系肠道微生态平衡，可通过调节肠道菌群结构，增加有益菌的丰度和数量，抑制条件致病菌的定植，维持肠道微生物的稳态。C. B调节肠道的作用机制一方面可能是C. B可与条件致病菌竞争黏附位点和营养物质，抑制病原菌的黏附和定植；另一方面是因为C. B可产生丁酸，调节肠道pH值，促进有益菌的增殖，抑制病原菌的增殖[45-47]。2.2C. B对黏膜屏障的影响2.2.1化学屏障黏液层由杯状细胞分泌的黏蛋白（MUC）形成，肠道中的黏液层可将肠腔内的微生物与上皮细胞之间分隔开。黏液层可阻止毒素渗入肠道，防止致病菌的入侵[48]。研究表明，C. B具有维护肠黏膜完整性，保护肠道或肠道细胞免受病原体和细菌侵扰的作用。原因可能是C. B增加了仔猪回肠杯状细胞数量[44]。C. B可增强仔猪肠道中MUC1、MUC4、MUC13和MUC20基因转录[32,49]，促进黏蛋白的分泌。断奶过程中，肠道消化酶活性降低，肠道形态结构发生改变，通透性增加，导致肠道屏障功能障碍，消化吸收减少，进而引起肠道疾病和腹泻，阻碍仔猪生长[50]。C. B可通过提高仔猪内源性消化酶活性，如十二指肠淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶和胰蛋白酶[32,38,51]，增强其对营养物质的消化吸收，促进仔猪生长。短链脂肪酸是微生物发酵的主要终产物，也是肠上皮细胞的主要能量来源。短链脂肪酸可调节能量代谢、肠道稳态和免疫应答[52-54]。研究表明，C. B可提高仔猪肠道中短链脂肪酸含量，如结肠乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、异戊酸和总短链脂肪酸含量[39-40]；盲肠乙酸、丙酸、丁酸和总短链脂肪酸含量[32]；粪便丙酸、丁酸和总挥发性脂肪酸含量[37]，从而维持肠黏膜稳态。C. B还可提高仔猪空肠碱性磷酸酶（ALP）活性[38,51]。ALP可解毒肠腔中的细菌内毒素脂多糖（LPS），降低LPS诱导的肠道和机体炎症损伤[55]。C. B可通过提高仔猪空肠抗菌肽pBDs和PR-39的基因表达，进而杀死病原菌，维持肠道黏膜稳态[32]。因此，C. B可通过促进肠道MUC的基因表达，提高仔猪肠道消化酶活性，加强微生物对碳水化合物的发酵，提高肠道IAP活性等，改善肠道化学屏障功能。2.2.2物理屏障物理屏障是由肠上皮细胞及细胞间TJs构成，是抵御有害物质侵袭的第一道防线，是维护肠道屏障功能和结构的基础[56]。研究表明，C. B可通过改善肠道形态结构，促进TJs蛋白表达，降低肠道通透性等维护仔猪肠道物理屏障的完整性。2.2.2.1改善肠道形态结构肠道是消化和吸收营养物质的重要场所。肠道的绒毛高度、隐窝深度及绒隐比是衡量肠道消化吸收功能的重要指标。C. B可改善仔猪的肠道形态结构，促进肠道发育，从而增强肠道的消化吸收功能。C. B对肠道形态的影响见表2。由表2可知，C. B可有效改善断奶仔猪肠道形态结构，维持肠道物理屏障的完整性，其机制可能与C. B产生的丁酸为肠上皮细胞的增殖和分化供能有关。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.14.030.T002表2C. B对肠道形态的影响品种添加量/(CFU/kg)试验时间/d结果文献来源“东北民猪×巴克夏”二元杂交仔猪5.0×101114空肠和回肠绒隐比提高李海花等[57]环江香猪5.0×10884空肠和回肠绒毛高度及空肠绒隐比提高赵蕾[49]“杜洛克×长白×约克夏”三元杂交仔猪6.0×10928空肠绒毛高度及其绒隐比提高，空肠隐窝深度降低Wang等[31]1.0×10814空肠绒毛高度提高Fu等[32]2.5×10928空肠绒毛高度和隐窝深度提高Han等[33]4.0×101135十二指肠、空肠和回肠绒毛高度及空肠绒隐比提高Chen等[34]“杜洛克×长白×大白”三元杂交仔猪5.0×101114空肠和回肠的绒隐比提高李海花等[57]1.0×108、2.0×108、4.0×10830空肠绒毛高度及其绒隐比提高郑有秀等[58]1.0×108、2.0×108、4.0×10830空肠绒毛高度提高华学春[38]6.0×10928空肠绒毛高度提高王康莉[39]2.5×10928空肠绒毛高度和隐窝深度提高韩云胜[40]5.0×10914回肠绒隐比提高，回肠隐窝深度降低庞敏等[59]5.0×10914回肠绒隐比提高，回肠隐窝深度降低庞敏[44]2.2.2.2促进肠道TJs蛋白表达TJs通过TJs蛋白与跨膜蛋白相互作用，在维持物理屏障完整性及功能方面起着关键作用。研究表明，C. B可促进仔猪肠道TJs蛋白表达，以维护机械屏障的完整性，进而保证肠道物理屏障功能的正常发挥。C. B对肠道TJs蛋白表达量的影响见表3。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.14.030.T003表3C. B对肠道TJs蛋白表达量的影响品种添加量/(CFU/kg)试验时间/dTJs蛋白表达量（与对照组相比）文献来源mRNA蛋白“东北民猪×巴克夏”二元杂交仔猪5×101114空肠Claudin-1、回肠Claudin-1、ZO-1和Occludin增加—李海花等[57]环江香猪5×10884结肠ZO-1、ZO-2和Occludin增加—赵蕾[49]“杜洛克×长白×约克夏”三元杂交仔猪1×10814—空肠、回肠Claudin-1、ZO-1和Occludin增加Fu等[32]1×108、2×108、4×10830—空肠ZO-1增加Lu等[51]5×10815—空肠Claudin-3、ZO-1和Occludin增加Li等[60]“杜洛克×长白×大白”三元杂交仔猪5×101114空肠ZO-1和Occludin增加—李海花等[57]5×10814空肠、回肠Claudin-1和ZO-2增加—李玉鹏等[35]1×108、2×108、4×10830—空肠ZO-1增加华学春[38]5×10914回肠和结肠Occludin增加—庞敏等[59]5×10914回肠和结肠Occludin增加—庞敏[44]注：“—”表示文献未提及。2.2.2.3降低肠道通透性仔猪断奶产生的应激会破坏仔猪肠道屏障功能，增加肠道通透性，引发致病菌和毒素的易位。通常肠道受到损伤时，肠道通透性会增加，内毒素、D-乳酸和二氧化胺酶（DAO）由此进入血液中。研究发现，C. B可降低不同品种断奶仔猪肠道通透性，降低“东北民猪×巴克夏”二元杂交仔猪血清D-乳酸含量[57]，降低“杜洛克×长白×约克夏”三元杂交仔猪血清D-乳酸含量和DAO活性[32,51,60]，降低“杜洛克×长白×大白”三元杂交仔猪血清内毒素和D-乳酸含量[38,44,57,59]。研究表明，C. B对断奶应激引发的仔猪肠道通透性增加具有较好的改善作用，可有效抵御致病菌和毒素由肠道易位进入机体内环境。2.3C. B对免疫屏障的影响C. B对肠道免疫功能的调节具有二元性，可增强肠道免疫反应，减轻过激的肠道免疫反应。C. B可通过激活TLR4/TLR4-MyD88-NF-κB信号通路，刺激仔猪的空肠、回肠和结肠黏膜免疫反应，以提高病原菌的识别和传递能力，进而增强仔猪肠道免疫力[31-32,44,57]。C. B可通过降低空肠TOLL样受体4（TLR4）、髓分化因子88（MyD88）和核因子-κB（NF-κB）蛋白表达量，减轻LPS诱导的肠道炎症反应[39]。C. B可通过提高空肠NLRP3抗原（NLRP3）、NLRP6抗原（NLRP6）和NLRP12抗原（NLRP12）的mRNA表达水平，活化半胱氨酸天冬氨酸酶（caspase1），以调控白细胞介素-1（IL-1）家族细胞因子的成熟和分泌，从而减轻仔猪肠道炎症反应[35]。C. B可通过上调空肠、回肠抗炎因子白细胞介素-10（IL-10）、结肠抗炎因子转化生长因子-β1（TGF-β1）的基因表达及空肠IL-10的含量，下调空肠炎症因子白细胞介素-1β（IL-1β）和白细胞介素-18（IL-18）的基因表达及其含量、回肠IL-1β和结肠转化生长因子-α（TNF-α）的基因表达及空肠血管内皮因子（VEGF）的含量，进而提高仔猪肠道的抗炎能力，减轻肠道炎症反应[51,60]。C. B还可通过促进仔猪回肠和结肠免疫球蛋白的分泌，进而增强肠道免疫屏障[44]。因此，C. B具有较好的抗炎和免疫调节活性。C. B一方面通过双向调节TLR-MyD88-NF-κB信号转导途径，增强肠道免疫反应，减轻过激的肠道炎症反应；另一方面通过促进抗炎因子的产生，减少炎症因子产生，促进免疫球蛋白分泌，协同维护仔猪肠道免疫屏障，提高机体免疫力。3结论C. B对维护断奶仔猪肠道屏障功能具有重要作用，是一种有效的断奶仔猪肠道健康调节剂。C. B可通过提高断奶仔猪肠道微生物的丰富度，促进有益菌在肠道的定植，增强断奶仔猪肠道微生物屏障；C. B通过改善断奶仔猪肠道形态促进TJs蛋白表达，降低肠道通透性，维护断奶仔猪肠道物理屏障；C. B通过促进肠道MUC的基因表达提高仔猪肠道消化酶活性，加强微生物对碳水化合物的发酵，提高断奶仔猪肠道IAP的活性，改善断奶仔猪肠道化学屏障；C. B通过调节抗炎和免疫平衡增强免疫屏障，发挥肠道益生作用，缓解断奶应激对肠道屏障功能造成的损伤，促进仔猪生长。未来，可深入研究C. B对断奶仔猪肠道屏障的具体调控机制和信号转导通路，确定调节断奶仔猪肠黏膜屏障的作用机制；研究C. B对机体养分代谢的影响与肠道菌群的内在联系；研究C. B及代谢产物对仔猪肠道菌群的调控与肠黏膜免疫的互作机制；研究C. B对不同品种、不同断奶日龄仔猪的最适添加量。