隨著養犬、養貓的家庭數量增加，人們對動物健康的關注也越來越高。而腸道在動物健康中扮演著重要角色，尤其是腸道內的微生物群落已被證明能影響營養物質的吸收與代謝，以及宿主的保護功能。在寵物身上使用益生菌可以帶來多種好處，例如調節免疫系統、減輕壓力、保護免受病原菌感染和促進生長發育。這篇文章的目標是總結益生菌/腸道微生物群落與動物健康之間的關係，介紹用於識別犬隻和貓隻微生物群落多樣性組成的技術，並探討最近關於犬隻和貓隻益生菌的報告以及寵物益生菌和腸道微生物群落相關的安全問題。
引用文獻: Perspectives and advances in probiotics and the gut microbiome in companion animals
J Anim Sci Technol. 2022 Mar; 64(2): 197–217.
隨著飼養狗和貓的家庭數量增加，越來越多人對動物健康感到關注。狗和貓的消化道在動物健康方面起著重要作用。尤其是腸道內的微生物群落會影響宿主對營養的吸收和代謝，以及宿主的保護功能。在寵物身上使用益生菌有很多好處，比如調節免疫系統、減少壓力、保護免受病原菌的侵害以及促進生長發育。本文的目的是總結益生菌、腸道微生物群落和動物健康之間的關係，介紹鑒定犬和貓腸道微生物多樣性的技術，並探討最近關於犬和貓益生菌的報告和伴隨益生菌和腸道微生物的安全問題。狗和貓天生就是以高蛋白質飲食為主，並且其腸道比較簡單。狗和貓的腸道微生物群落是一個復雜的生態系統，對宿主的吸收和代謝、保護功能等有著重要作用。益生菌被定義為「當以適當的劑量投予時能給宿主帶來健康益處的活性微生物」。益生菌產品在寵物身上越來越受到主人的青睞，因為它們可以幫助調節免疫系統、減輕壓力、保護寵物免受腸道病原體的感染，促進生長發育。本文旨在描述犬和貓腸道微生物群落與益生菌的相關知識。
現今，人們希望寵物能夠長壽且健康，因此對於寵物的保健品如益生菌也越來越重視 [9]。益生菌能透過改變寵物的腸道菌群來提供有益的健康效果。例如，益生菌對於維持寵物腸道菌群平衡與健康、預防腹瀉、以及調節小腸菌群過度生長和炎症性腸病等都有幫助 [12]。由於狗和貓的飲食需求及消化系統不同，所以它們對於益生菌的需求和效果也不盡相同。
簡單來說，狗狗的腸道菌群和人類的很相似，因此研究狗狗的腸道菌群可以預測人類的腸道菌群，有助於人類健康。雖然乳酸菌對於人和動物的好處已被廣泛研究，但其功效仍因多種不同因素而異，而且其免疫調節機制仍不完全清楚。最近有關使用乳酸菌製劑在狗狗身上的報告已在Table1和Table中列出。
腸道問題是狗狗最常見的健康問題之一，不管原因是什麼，多數腸道問題表現為急性或慢性腹瀉，或是嘔吐或食慾不振。許多研究已經顯示，不同種類的益生菌對於狗狗的治療有正面的效果。
這篇文章提到了幾項研究，探討在不同的狗隻身上給予益生菌對其健康的影響。其中，有研究指出在給予15隻成年母狗每天2.3 × 108 CFU的犬源性益生菌 L. johnsonii CPN23後，相較於對照組，觀察到有提高纖維消化力、短鏈脂肪酸濃度增加，以及減少了排泄物中的氨濃度。另外，有些研究也發現，給予益生菌能增加乳酸菌數量，降低一些革蘭氏陰性細菌，以及減少部分細菌族群，同時在血液樣本中也觀察到總蛋白質、膽固醇和丙氨酸轉氨酶的改善。此外，給予某些益生菌種類也能改善血液中的葡萄糖、甘油三酯和膽固醇含量。在腸道方面，添加益生菌也有助於調節便便的一致性，增加身體狀況分數以及改善糞便一致性。這些研究發現，益生菌可提高營養攝取、增加有益細菌，減少潛在有害細菌。此外，有些益生菌對於腹瀉症狀和痢疾也有改善效果，而且可以消除某些腸道寄生蟲。
腸道微生物叢對於宿主的健康和疾病有很大的影響，因此保持腸道微生物叢的良好狀態對於宿主的健康至關重要。許多因素會影響腸道微生物叢的組成，其中老化是最大的影響之一。隨著時間的推移，各器官的功能能力逐漸下降，這種老化現象與宿主的健康有一定的關聯。Masuoka等人對五個年齡組的狗進行了實驗，分析了不同年齡段狗的腸道微生物群落的組成。結果顯示，狗的腸道微生物群落的組成會隨著年齡而改變。隨著狗的年齡增加，乳酸菌和雙歧桿菌的數量會減少。這個實驗表明，狗的腸道微生物叢在不同年齡段的細菌群和物種上都可能會發生變化，因此需要進一步研究以確定不同階段所需的益生菌是否不同。
貓的體內含有數以兆計的活細菌，其中大部分位於其腸道內。每隻貓的細菌群落都不同，可以根據其飲食、健康狀況和生活方式進行改變。當處於壓力和感染的時候，微生物群落的平衡可能會增加有害細菌的數量，破壞系統的平衡，可能導致消化問題，例如食慾減少、嘔吐、腹瀉或大便變化。補充貓的益生菌可以是添加良好細菌的最佳方式之一。最近有關於貓使用益生菌的報告列在Table1和Table2中。
本文研究討論了不同種類的益生菌對貓的治療效果。貓體內有數百萬個活生菌，主要位於腸道內。由於飲食、健康狀況和生活方式的不同，每隻貓的細菌群落都不同，且在應激和感染時，微生物群落的平衡可能會被打破，進而引起消化問題。給貓補充益生菌是一種增加貓體內好菌的最佳方法。雖然有很多關於狗使用益生菌的研究，但貓的研究相對較少。本文的目的是討論使用不同類型的益生菌治療貓的各種結果。在這些研究中，不同種類的益生菌都有不同的治療效果，比如改善貓的腸道微生物群落、降低腸道內有害細菌的數量、減少腸道pH值、調節貓的免疫系統等等。
腸道微生物群對於寵物貓的健康和疾病有著重要的影響，尤其是貓隨著年齡的增長，維持腸道微生物群的健康變得更加重要。Masuoka等人在5個不同年齡組的貓身上進行了實驗，分析了不同年齡組貓的腸道微生物群組成。結果顯示，貓腸道微生物群組成隨著年齡變化，而這種變化與狗的不同。在狗的腸道中佔主導地位的益生菌雙歧桿菌，在貓的腸道中似乎並不重要。相反，腸球菌似乎是貓的主要產酸菌。最終，這項研究的結果表明，狗和貓的腸道微生物群組成是不同的，並且這些組成會隨著年齡的增長而發生變化。因此，不僅需要為狗和貓使用不同的益生菌，還需要根據不同的年齡階段使用不同的益生菌，進一步的研究仍然需要進行。
微生物會影響宿主吸收養分並提供有益代謝物來換取宿主養分 [52]。每個腸道都擁有不同獨特的微生態系，這是由於解剖和生理上的差異所導致的 [53]。此外，每種動物都有不同且獨特的微生物群落。例如，在物種和品系級別上，只有少數個體之間會有重疊。然而，大多數哺乳動物之間的細菌門、目和屬是共享的 [54]。
犬隻腸道中最主要的細菌基因類別是碳水化合物代謝，例如與甘露糖、低聚糖和棕櫚糖代謝有關。大腸菌群如Bacteroides、Roseburia、Ruminococcus和Lachnospiraceae將碳水化合物發酵，並合成短鏈脂肪酸（SCFAs），例如醋酸、丙酸和丁酸，這是宿主的能量來源 [20]。 SCFAs對宿主健康有益，包括免疫調節作用，抗腹瀉作用以及對GI蠕動的調節作用。對於貓科動物而言，因為是強制性肉食動物，食用生肉會增加Clostridium和Eubacterium，這兩種細菌都能產生SCFAs [55]。
合成維生素K和幾種維生素B的組成部分是腸道微生物群的重要功能 [56,57]。維生素K是脂溶性維生素之一，對凝血因子活性的前癥作用非常重要。因此，維生素K缺乏症可能會導致腸道出血的風險 [58]。維生素B12（也稱為葉酸）對於狗的許多方面健康都很重要 [59]。它對健康的神經系統和大腦功能，以及形成和增長血球都至關重要 [60]。此外，它還需要保持健康的消化 [61]。
微生物群落在腸道免疫系統中扮演的重要角色。尤其是早期微生物暴露會顯著影響腸道微生物的形成和免疫調節，進而影響對腸道疾病的易感性。通過比較通過陰道分娩出生的動物和通過剖腹產生產的無菌動物，發現無菌動物的腸壁淋巴結、腸壁內CD4+T細胞、以及Peyer's patch的數量和大小都比較少。同時，在無菌動物身上也發現了B細胞、巨噬細胞和中性粒細胞的減少。此外，在無菌動物身上，免疫球蛋白的檢測結果只有2％，明顯低於正常健康動物的水平。微生物群落還具有作為健康指標的作用。這種特徵是預期的，因為動物長期以來與共生微生物共同進化。與動物共存的微生物通過代謝物和營養物直接有效地與宿主的免疫系統進行通信。
腸道是影響寵物健康的主要部位之一，其中包含大量微生物形成複雜的腸道微生物群落。破壞腸道微生物群落可能會導致菌群失調，引發腹瀉、過敏和肥胖等多種疾病和障礙。在狗和貓身上也普遍觀察到由腸道微生物群落失調引起的腸道疾病。因此，了解健康狗和貓的腸道微生物群落的多樣性和細菌分佈對未來評估狗和貓腸道疾病非常重要。
以往的研究都著重於培養腸內內容物來表徵和鑑定微生物群落。從狗腸道中培養出來的大多數細菌屬於腸球菌科、拟杆菌属、梭状芽孢杆菌、乳酸菌和双歧杆菌等[75,76]。然而，細菌培養的方法來評估微生物群落的複雜多樣性存在著一些限制。可以利用細菌培養技術培養的細菌種類只占微生物群落組成的一小部分，厭氧菌在樣本處理過程中容易受到破壞，培養技術的成本昂貴，隔離和培養需要大量的時間。現在，一種新的分子方法使用了16S核糖體RNA，可以在不培養的情況下評估樣本中細菌的多樣性和豐度。
下一代测序技术的发展有助于表征细菌群落并了解宿主和细菌之间的相互作用。使用下一代测序，已描述了狗和猫的器官微生物群落，其中包括胃小腸大腸(GIT)、皮膚、口腔、鼻腔和陰道。
88. Sturgeon A, Stull JW, Costa MC, Weese JS. Metagenomic analysis of the canine oral cavity as revealed by high-throughput pyrosequencing of the 16S rRNA gene. Vet Microbiol. 2013;162:891–8. doi: 10.1016/j.vetmic.2012.11.018. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
89. Sturgeon A, Pinder SL, Costa MC, Weese JS. Characterization of the oral microbiota of healthy cats using next-generation sequencing. Vet J. 2014;201:223–9. doi: 10.1016/j.tvjl.2014.01.024. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
不同品種的狗和貓，以及年齡、飲食環境、疾病和性別等因素都可能對微生物群落的組成產生影響。其中，狗的品種也與腸道微生物群落的組成有關，研究發現，貴賓犬和馬爾濟斯犬的微生物組成存在差異，且不同品種的犬和貓可能會因其生活環境的不同而對微生物群落的組成產生影響。此外，不同品種的貓因其毛髮和清潔方式的不同，可能對皮膚微生物群落的組成產生影響。
關於犬貓腸道中微生物的數量和組成，胃中的細菌數量介於104至105 CFU/g之間，小腸中的細菌數量通常較低（105 CFU/g），但有些犬貓可達109 CFU/mL。回腸內含有越來越多不同種類的微生物，大部分細菌數量約為107 CFU/mL，而在結腸中的細菌數量則介於109至1011 CFU/g之間。
健康犬胃中總體細菌數量較低，大部分屬於Proteobacteria（99.6%），僅有少量屬於Firmicutes（0.3%）。主要物種為幽門螺旋菌和乳酸桿菌。利用16S rRNA序列分析，四個門（Firmicutes、Fusobacteria、Bacteroidetes和Proteobacteria）在小腸中佔主導地位。健康犬十二指腸由六個門組成，以Firmicutes為主，其次是Proteobacteria、Bacteroidetes、Spirochaetes、Fusobacteria和Actinobacteria。健康犬空腸微生物的研究顯示，最主要的門為Proteobacteria（46%），其次是Firmicutes（15%）、Actinobacteria（11.2%）、Spirochaetes（14.2%）、Bacteroidetes（6.2%）和Fusobacteria（5.4%）。健康犬回腸微生物主要由Fusobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes組成。
關於犬隻腸道微生物的組成及分佈。文章指出，Lactobacillales存在於腸道的所有部位，其中十分之二存在於十二指腸，十分之一存在於空腸。相比於大腸，Enterobacterales在小腸中出現的頻率更高。Clostridiales在十二指腸、空腸、回腸和結腸中均十分豐富。研究發現，在空腸微生物群中，嗜氧乳酸桿菌屬的菌株佔優勢，其中又以L. acidophilus最常見。在微生物組成上，腸道和糞便中的菌數量相差很大，空腸中的細菌數量約為每克102至106 CFU，而糞便中的細菌數量約為每克108至1011 CFU。此外，一些微生物群在小腸中的存在率高於糞便，如葡萄球菌、非發酵性革蘭氏陰性桿菌和酵母菌。在犬隻腸道微生物的物種組成方面，健康犬隻的糞便微生物主要由 Firmicutes、Bacteroidetes、Fusobacteria、Proteobacteria和Actinobacteria組成，其中 Fusobacteria佔主導地位，其次是 Bacteroidetes和 Firmicutes。在犬隻的糞便微生物中，Clostridia是最常見的細菌類別，而Lactobacillus是最主要的屬。此外，文章還列舉了從犬隻糞便中經常分離出的其他微生物物種，包括 Weissella confuse、Pediococcus acidilactici、Enterococcus spp.和B. animalis ssp. lactis等。在真菌王國-門的水平上，犬隻糞便中檢測到Ascomycota、Basidiomycota、Glomeromycota和Zygomycota。
在皮膚微生物群落中，Proteobacteria和Oxalobacteriaceae是最常見的。在口腔微生物群落中，Bacteroidetes是最主要的一種，其次是Proteobacteria、Firmicutes、Fusobacteria和Spirochaetes等。常見的菌屬包括Porphyromonas、Fusobacterium、Capnocytophaga、Derxia、Moraxella和Bergeyella。在健康犬的鼻子微生物群落中，Moraxella spp.是最豐富的物種，其次是Phyllobacterium spp.、Staphylococcus spp.和Cardiobacteriaceae。而犬隻陰道微生物群落中，最常見的細菌有Lactobacillus、Escherichia coli和Staphylococcus pseudointermedius。
87. Rodrigues Hoffmann A, Patterson AP, Diesel A, Lawhon SD, Ly HJ, Elkins Stephenson C, et al. The skin microbiome in healthy and allergic dogs. PLOS ONE. 2014;9:e83197. doi: 10.1371/journal.pone.0083197. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
貓的腸道菌群與其他動物有所不同，幽門螺旋菌是貓胃中的居民。在收集自5隻健康貓的胃、十二指腸、空腸、回腸和結腸的腸道內容物的微生物組成中，Firmicutes（68％）居多，其次是Proteobacteria（14％）、Bacteroidetes（10％）、Fusobacteria（5％）和Actinobacteria（4％）。Clostridiales（54％）居多，在其次的菌門為Lactobacillales、Bacteroidales、Campylobacterales和Fusobacteriales。B
acteroides、Clostridium、Enterococcus、Streptococcus、Fusobacteria和Eubacteria等菌屬存在於貓的小腸中。貓腸道的主要菌門是Firmicutes、Bacteroidetes、Actinobacteria和Proteobacteria。這四個菌門佔貓糞便微生物群的99％以上，其中Bacteroides、Fusobacterium和Prevotella是貓糞便微生物群中最為普遍的菌屬。皮膚真菌群落中，Malassezia spp.是最常見的，其中M. restricta和M. globosa是所有貓品種中最普遍的真菌物種。貓的口腔微生物菌群的菌門水平通常是穩定的，以Proteobacteria（75.2％）居多，其次是Bacteroidetes、Firmicutes、SR1、Spirochaetes、Fusobacteria和Actinobacteria。
這篇文章探討了寵物動物使用益生菌的安全問題。益生菌被定義為“當攝入適當量時，能對宿主產生健康效益的活性微生物”（FAO / WHO）。雖然有許多科學證據支持益生菌對健康的效益，但是關於其安全性的資訊卻相對較少。在使用益生菌時，要特別注意它們的細菌株的特性，以免造成健康風險。歐洲食品安全局（EFSA）建議將安全性良好的微生物視為合格的應用（QPS），但仍需要進行特定的安全評估。
對於寵物動物使用益生菌而言，益生菌產品通常被製成飼料添加劑、飲食補充劑和含有益生菌的食品。雖然尚未報告使用益生菌時出現不良事件，但仍需關注其安全性。此外，由於益生菌中含有可能傳染性細菌，因此需要進行更嚴格的安全評估。要選擇合適的益生菌，需要考慮宿主的生理結構、免疫系統和微生物組成。大多數商業益生菌來自於人類，並且是通過人類相關的方法和標準進行驗證的。有關益生菌在目標動物中安全使用的臨床結果應該有所記錄。另外，還需要進行長期的臨床試驗以進行全面的表徵。
品質控制是關乎寵物和人類使用益生菌的問題。對於動物的益生菌市場，質量控制規定不足，這可能會導致未知的健康風險。一些商業益生菌或寵物食品宣稱含有益生菌，但實際上卻不是如此。此外，細菌的存活能力對於益生菌的功效至關重要，但其標籤上的數值往往不符合實際情況。最近的技術進步可以幫助我們更好地評估益生菌。
總結：
雖然目前對於益生菌和腸道微生物的研究還不夠充分，但由於伴侶動物市場和飼主人數不斷增加，因此伴侶動物微生物組相關的研究也在增加。最近，進行了深入研究，以確定益生菌和伴侶動物的腸道微生物的功能，並製作了各種材料，從飼料、零食、用品到治療伴侶動物疾病的方法。目前的證據表明，特定的益生菌菌株和/或它們的定義組合可能對犬和貓的營養、治療和護理有用。然而，目前研究中使用的益生菌和腸道微生物是來自人體的，因此伴侶動物的特定健康益處還不明確。因此，最重要的步驟是確保來自寵物的微生物來源，以便證明它們對健康的好處。此外，需要進行詳細的伴侶動物體內設計和試驗，以識別和表徵對於維護狗和貓的健康有影響的新分離寵物微生物群。對於動物健康和福利，應該評估這些促進健康的效果和微生物學安全問題，以確定潛在的益生菌和腸道微生物。
