背景
长途公路运输是肉牛行业中的常见做法，往往会导致牛呼吸道疾病（BRD）以及生长性能的下降。然而，目前缺乏一项综合研究，将临床表现、生理状态及鼻咽部微生物群落结合起来进行调查。
方法
本研究旨在评估 54 头牛犊在 3000 公里运输过程中呼吸健康和免疫代谢状态的变化。使用改良的临床评分系统，对小牛在抵达后 60 天内的呼吸健康进行监测。在运输前（A 点）、抵达后 30 天（B 点）及抵达后 60 天（C 点）分别采集鼻咽微生物样本和静脉血样本，用于 16S rRNA 微生物组学、全血转录组学、血清代谢组学分析及实验室检测。
结果
在到达后的第一周内，小牛的食欲和精神评分降至零，而其他与呼吸相关的评分在 60 天内逐渐下降。鼻咽部微生物群落的 α-多样性在时间点 A 和 B 相似，均显著高于时间点 C。微生物群落结构在不同时间点存在显著差异，其中在 A 点，与 BRD 相关的菌属（如巴氏杆菌和曼氏菌）的相对丰度显著高于 B 点和 C 点。此外，循环血细胞的组成和基因表达谱在 A 点显著不同于 B 点和 C 点，具体表现为 A 点的氧化和炎症相关基因、细胞因子及酶的表达水平较高；A 点检测到的分解代谢相关代谢物和酶的水平更高，而 B 点和 C 点的合成代谢相关代谢物和酶水平更高。进一步分析显示，不同时间点间微生物群、基因及代谢物的丰度、表达水平和浓度显著相关，且在 A 点，牛犊的表现与鼻咽微生物群和免疫代谢状态的相关性较 B 点和 C 点更强。
结论
这些结果共同证实，3000 公里的公路运输会显著改变牛犊循环血中白细胞的组成和基因表达谱，影响其新陈代谢过程，破坏呼吸道微生物群落的平衡，并导致明显的呼吸道症状，且持续至少 60 天。在此期间，受影响的循环血细胞组成和基因表达、新陈代谢过程和鼻咽微生物群落逐渐恢复平衡，呼吸道症状也逐渐减轻。这项观察研究表明，长途运输会破坏犊牛免疫功能、新陈代谢过程和鼻咽微生物群落的平衡，从而诱发牛犊患呼吸道疾病。然而，这些结果及其潜在的分子机制还需要通过精心设计、更大样本量的体内和体外实验来进一步验证。
期刊简介
BMC 开放获取期刊 Microbiome 致力于为微生物生态学的研究人员提供一个良好的学术研讨平台。期刊接收范围包括微生物群在人类、动物、植物或环境中定殖的研究。
2023 IF：13.8
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Multi-omics investigation into long-distance road transportation effects on respiratory health and immunometabolic responses in calves
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