近日，河南农业大学动物医学院菅复春教授团队在微生物学权威期刊《微生物组（Microbiome）》在线发表了题为《通过扰乱肠-血液-生殖轴黄曲霉毒素B1和绵羊艾美球虫联合影响绵羊子宫功能的新见解（New insights into the combined effects of Aflatoxin B1 and Eimeria ovinoidalison uterine function by disrupting the gut-blood-reproductive axis in sheep）》的研究性论文。这项研究以绵羊作为模型，深入探讨了在霉菌毒素存在的条件下，球虫对绵羊生殖系统的毒性作用机制。
饲料的质量是畜牧业发展的关键因素之一，直接关系到动物的健康和产品的安全性。在适宜的环境下，霉菌可以在饲料中生长并产生有害的毒素。一旦受污染的饲料被动物食用，可能导致生产性能下降、组织器官病变以及繁殖问题，严重影响养殖效益。在我国，牛羊等反刍动物的养殖占据了畜牧业的重要部分，而这些动物的饲料在收获和储存过程中容易受到霉菌侵袭，造成霉菌毒素污染。这类毒素能够损害反刍动物的多个组织器官，导致胃肠道功能受损、生产效率降低、繁殖能力减弱，并增加感染其他病原体的风险。
球虫病是由多种艾美耳属球虫寄生在畜禽肠道内引起的疾病，具有广泛的流行性和严重的危害性。其中，类绵羊艾美尔球虫（Eimeria ovinoidalis）是一种致病力较强的种类。之前的研究表明，该种球虫感染可以引起羔羊出现显著的临床症状，诱导急性炎症反应，破坏肠道稳态，改变代谢物和代谢途径，从而阻碍羔羊的正常生长发育，降低产品质量，甚至导致死亡。虽然已有证据显示家禽食用含有霉菌毒素的饲料会增加其对球虫的易感性，但这一现象在反刍动物中的研究尚不充分。此外，肠道不仅是抵御外界有害物质的第一道防线，也是AFB1的主要暴露部位和球虫发育的地方。
菅教授团队的前期研究表明，AFB1暴露可干扰类绵羊艾美耳球虫在肠道内的增殖，并影响球虫感染羔羊的盲肠肠道形态、屏障功能、菌群平衡、炎症反应及全身免疫变化。进一步的研究利用蛋白质组学分析揭示了AFB1与球虫共同存在时对羔羊肠道损伤的潜在机制（图1）。
鉴于繁殖性能对于养羊业的重要性，菅教授团队在此基础上更深入地探究了AFB1和球虫联合对绵羊子宫等远端器官的毒性效应。研究发现，这两种因素的结合不仅改变了绵羊子宫的组织结构，还影响了血液中的雌激素受体水平和炎症因子水平，进而对绵羊的生殖防御产生了不利影响（图2）。关联分析显示，这些变化与肠道微生物组成和代谢产物的变化有关。粪便16S rRNA基因测序和代谢组学分析揭示了AFB1和球虫共存时，特定细菌如拟杆菌属、副杆菌属、棘鱼菌属等的丰度增加，以及代谢物组成的变动。同时，这种双重暴露还破坏了结肠的结构，减少了隐窝深度，并抑制了肠道屏障蛋白的表达，这可能引发血液LPS水平上升和激素失衡，加剧全身炎症的发生。
通过血液代谢组学分析，研究团队发现氨基酸通路，特别是n -乙酰- l-苯丙氨酸的丰度变化，与炎症和激素指标之间存在显著关联，提示氨基酸代谢可能是引发机体炎症和激素变化的一个重要因素。最后，通过对子宫组织进行转录组学分析，研究人员发现了差异基因主要集中在松弛素信号通路，并且PI3K/AKT/eNOS信号通路的失调可能促成了绵羊子宫的病理损伤（图3）。
综上所述，菅教授团队的研究首次揭示了AFB1和球虫通过影响绵羊肠道微生物及其代谢产物，进而损害肠道屏障功能，诱发血液循环中的炎症和激素变化，并激活特定信号通路，最终导致生殖系统损伤的新机制。这一发现提出了通过调节肠道微生物及其代谢产物来管理霉菌毒素和球虫所致雌性生殖危害的有效策略。
图1：AFB1和球虫联合致绵羊盲肠损伤机制
图2 AFB1和球虫联合致绵羊生殖毒性与子宫激素和炎症的改变有关
图3 AFB1和球虫联合通过松弛素信号通路致绵羊子宫损伤
河南农业大学动物医学院黄淑成副教授和硕士研究生刘凯莉共同为论文的第一作者，菅复春教授与华中农业大学动物医学院李家奎教授为论文的通讯作者。我校青年教师李森阳博士参与了该项研究工作。该研究得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金、国家现代农业产业技术体系等项目的联合资助。
