论文标题：Effects of Metronidazole on the Fecal Microbiota, Fecal Metabolites, and Serum Metabolites of Healthy Adult Cats

论文链接：https://www.mdpi.com/2813-9372/2/2/19

期刊名：Pets

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/pets

一、引言

胃肠道微生物群是一个庞大、多样且复杂的微生物群落，通过影响宿主的代谢、免疫功能和正常的生理（例如肠道结构）在在健康和疾病中发挥着重要作用。维持稳定的群落对宿主健康至关重要。抗生素常用于帮助缓解胃肠道疾病，但使用抗生素可能会导致长期菌群失调。甲硝唑是一种强效杀菌抗生素，对治疗猫犬中由原虫（例如贾第鞭毛虫、球虫病）或细菌（例如产气荚膜梭菌、艰难梭菌）引起的胃肠道感染具有很高的疗效，也常用来缓解慢性肠病。目前关于甲硝唑对猫粪便微生物群及其代谢物谱的影响的研究有限。德克萨斯农工大学的Jan S. Suchodolski教授和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的Kelly S. Swanson教授在Pets 期刊发表了一项研究，旨在评估甲硝唑对健康成年猫粪便微生物群、粪便代谢产物以及血清胆汁酸和尿毒症毒素的影响。

二、材料与方法

12只健康成年猫（4.7 ± 0.4岁）接受甲硝唑治疗（20 mg/kg体重，每日两次，口服），疗程14天（第0-14天），并在28天的恢复期（第15-42天）进行监测。分别在基线（第0天）、甲硝唑治疗后（第14天）以及恢复期每周（第21、28、35和42天）采集粪便和血液样本。分析粪便样本中的微生物群和细菌代谢产物，分析血清样本中的胆汁酸和尿毒症毒素。

三、分析与结果

3.1 粪便理化性状

服用甲硝唑后成年猫粪便变软、含水量大幅上升，停药 7 天软便仍明显；粪便 pH 下降，肠道呈酸化环境，直至停药 2 周粪便形态才逐步恢复基线。

图1. 健康成年猫在服用甲硝唑前（第0天）、甲硝唑后（第14天）及恢复期（第15–42天）采集的新鲜粪便样品的粪便评分(A), 干物质百分比(B), 和粪便PH 值(C)。将各时间点的平均值与第0天进行比较，红线表示中位数。理想的粪便评分范围被认为是2.5至3.0。

3.2. 粪便中各项代谢物质的浓度

服用甲硝唑后成年猫各项代谢物质紊乱。粪便乳酸浓度升高，并使粪便丙酸盐、丁酸盐及次级胆汁酸浓度降低，且这些影响持续长达28天。

图2. 展示了健康成年猫在接受甲硝唑治疗前（第0天）、治疗后（第14天）及恢复期（第15–42天）采集的新鲜粪便样本中短链脂肪酸（SCFA）的总体百分比。各时间点的比例差异显著：甲硝唑治疗后即刻采集的样本（第14天）中乙酸占比最高；丙酸占比在抗生素使用前最高；而丁酸占比则在研究结束时达到最高。

粪便乳酸浓度在给予甲硝唑后立即升高，并持续保持高水平直至第21，但在第21天后回落至基线水平。研究进行了相关性分析，以评估双歧杆菌（Bifidobacterium）与两种乳酸异构体及总乳酸浓度之间的关系。结果显示，双歧杆菌与D-乳酸（p < 0.0001; r² = 0.4004）及L-乳酸（p < 0.0001; r² = 0.3863）之间均呈正相关。此外，总乳酸浓度也与双歧杆菌丰度呈正相关（p < 0.0001; r² = 0.4043）

3.3. 粪便微生物群

服用甲硝唑后所有成年猫菌群失调指数 DI 显著升高，停药 28 天后，12 只里仍有 10 只处于菌群紊乱状态。粪便双歧杆菌（Bifidobacterium）丰度在给予甲硝唑后升高，并持续升高至第35天。服用甲硝唑（第14天）降低了粪便Peptacetobacter hiranonis的丰度；在停用甲硝唑四周后，12只猫中有10只仍受此影响。

图 3. 健康成年猫在服用甲硝唑前（第 0 天）、服用甲硝唑后（第 14 天）和恢复期（第 15-42 天）的菌群失调指数 (A) 和部分粪便微生物丰度 (双歧杆菌 (B)、希氏假单胞菌 (C)、大肠杆菌 (D)、粪杆菌 (E) 和链球菌 (F))。每个时间点的平均值均与第 0 天进行比较，红色线条代表中位数。猫的参考区间以灰色突出显示。菌群失调指数小于零（灰色区域）被认为是健康的“正常”状态，而大于 1（粉色）则表示极度菌群失调。菌群失调指数在 0 到 1 之间（黄色）表示整体多样性轻度至中度的变化。

3.4 血清代谢物

服用甲硝唑后成年猫血清中初级胆汁酸堆积、次级胆汁酸持续减少，该紊乱持续 28 天。血清尿毒症毒素 IS、PCS 同步下降，证实抗生素存在全身代谢影响。

图4. 健康成年猫在给予甲硝唑前（第0天）、给药后（第14天）及恢复期（第15–42天）采集的血清样本中的胆汁酸（BA）浓度（包括非结合型和结合型）(总初级胆汁酸 (A)、总次级胆汁酸 (B) 和总胆汁酸 (C))。将各时间点的数值与第0天进行比较，红线表示中位数。

四、讨论

1. 甲硝唑治疗可导致健康成年猫肠道菌群及相关代谢物发生持续性变化，部分变化在停药4周后仍未完全恢复。甲硝唑治疗后，猫粪便性状、pH及多种代谢物均发生变化，部分指标在停药后仍持续一段时间。

2.甲硝唑治疗显著降低了粪便中 Peptacetobacter hiranonis 的丰度，而这一变化在部分猫中持续至停药4周后。由于该菌与胆汁酸代谢相关，这一结果提示甲硝唑可能对肠道胆汁酸代谢产生持续影响。

3. 对于临床患有胃肠道疾病的猫，是否存在类似的长期菌群和代谢影响，还需要进一步研究。

4. 抗生素不仅作用于肠道，还会改变血清肝肾相关代谢毒素水平，带来全身性代谢扰动；这些发现也提示，未来有必要进一步研究如何促进抗生素治疗后肠道菌群及代谢功能的恢复。

五、结论

总之，甲硝唑是一种强效抗生素，会引起多种不良副作用，并可能导致健康成年猫的肠道菌群和代谢组出现长期的菌群失调和代谢紊乱。通过收集粪便和血清样本的数据，我们得以进一步了解宿主代谢与肠道菌群之间的关系，从而阐明这些相互作用如何影响宿主健康。基于这项研究，我们得出结论：在本研究所采用的给药方案下，甲硝唑治疗与健康成年猫肠道菌群及代谢组的持续性变化相关，因此临床使用时应综合考虑治疗获益与潜在影响。

Martini, S.E.; Schmidt, T.; Huang, W.; Blake, A.B.; Cavasin, J.P.; Suchodolski, J.S.; Swanson, K.S. Effects of Metronidazole on the Fecal Microbiota, Fecal Metabolites, and Serum Metabolites of Healthy Adult Cats. Pets 2025, 2, 19.

期刊介绍

Pets 期刊介绍

主编：Prof. Dr. Jan S. Suchodolski, Texas A&M University, TX, USA

期刊介绍：Pets (ISSN 2813-9372) 创刊于2024年，是一个关于伴侣动物的国际开放获取期刊。期刊主题包括但不限于伴侣动物的健康与疾病、护理与营养、遗传学、基因组学、行为和福利等。期刊也欢迎探索人与动物关系，宠物与其主人之间的社会、情感和心理联系的研究。伴侣动物通常包括狗、猫、马、兔子、雪貂、鸟类、豚鼠、小型爬行动物和鱼。在可以合法且负责任地饲养家畜的国家，家养农场动物也可以被视为伴侣动物。期刊目前已被DOAJ, Scopus等数据库收录。

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