Microbiome证实：猫咪会影响主人身体健康

创作时间:

2025-01-21 21:54:13

作者:

@小白创作中心

Microbiome证实：猫咪会影响主人身体健康

伴侣动物与人类关系密切，有益于身心健康。然而，动物携带的抗生素耐药性及其对主人和环境的影响仍不清楚。最近发表在《Microbiome》期刊上的一项研究通过宏基因组分析，比较了猫、人类及其生活环境的抗生素抗性基因（ARG）谱，揭示了猫和人类肠道中的核心ARG，并探讨了猫通过环境对人类肠道中ARG的潜在影响。

研究背景

伴侣动物与人类关系密切，有益于身心健康。然而，动物携带的抗生素耐药性及其对主人和环境的影响仍不清楚。文章通过宏基因组分析比较了猫、人类及其生活环境的抗生素抗性基因（ARG）谱，以确定猫和人类肠道中的核心ARG，并探讨猫通过环境对人类肠道中ARG的潜在影响。

实验设计思路

为比较宠物猫对猫主人ARG谱的影响，文章对30只宠物猫和其主人的粪便样本进行了宏基因组测序，以确定猫和人类肠道中的核心ARG。为进一步探讨宠物猫是否能够通过环境对猫主人肠道中ARG的产生潜在影响，文章对其中一个猫主人的生活环境也进行了宏基因组测序（共35例拭子样本）。

实验设计概述示意图

研究结果

1. 猫和人肠道中ARG的比较

研究显示，猫和人的ARG谱存在显著差异，且猫的ARG多样性和丰度均高于人（图1B-E）。猫肠道中的核心ARG为四环素、氨基糖苷类和MLS抗性基因，人肠道中的核心ARG为四环素、MLS和多重耐药性基因(图1F-G）。猫主人和非猫主人的ARG丰度无显著差异，但猫主人的APH(2'')-Ⅱa和ACC(6')-Im的丰度高于非猫主人（图1H-I）。

图1 猫肠道与人类肠道抗性组的比较

2. 猫存在向主人及生活环境传播耐药性的风险

研究显示，猫和人的肠道宏基因组数据中的细菌移动遗传元件（MGEs）组成存在显著差异，人肠道中的MGEs丰度显著高于猫（图2A-B）。人肠道中的VFs(Virulence factor，毒力因子）丰度也显著高于猫肠道。与病原菌移动相关的ARGs的丰度在猫主人和非猫主人间没有显著差异，但猫主人的肠道的抗性风险得分明显更高（图2C-H）。

对猫的生活环境样本进行宏基因组测序发现，环境中的ARGs丰度与猫的活动频率呈正相关(图2G）。这表明猫肠道的ARGs可能传播到生活环境并影响了饲主。值得注意的是，在生活环境中发生抗生素耐药性转移的风险高于在医院中（图2K）。

图2 猫、人及其生活环境中的抵抗风险

3. ARG的宿主组成特征和水平转移风险

猫和人的肠道菌群组成差异显著，猫以放线菌门和厚壁菌门为主，人以厚壁菌门和拟杆菌门为主。猫肠道中的双歧杆菌的丰度较高，且可能会影响人类肠道的微生物组成，其中可能包括ARG宿主（图3A-B）。通过共线性分析发现猫和人在肠杆菌科有一个共同宿主，与多个ARG显著正相关（图3C-D）。

图3 猫和人肠道中的细菌群落组成

为了进一步确定主要宿主，文章通过宏基因组组装获得了828个MAGs（图 4），猫肠道、人肠道和生活环境分别包含161、313和351个MAGs，主要由厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门和变形菌门组成。肠杆菌是猫和人类肠道中的主要ARG宿主。

图4 猫肠道中 MAG 携带的 ARG 数量

进一步对这些MAG进行水平转移评估，发现猫肠道中的主要ARG宿主bin.62（肠杆菌科）有基因转移到生活环境bin.317的风险。同时，也确定了细菌基因从生活环境水平转移到人类肠道的风险，例如在环境中的bin.197和bin.92之间，以及在人类肠道中的bin.138和bin.157之间。其中，bin.157是人类肠道中ARG的主要宿主。

图5 猫肠道、人肠道和环境中的 MAG 发生的水平基因转移

研究结论

研究表明，猫可能通过塑造生活环境中的耐药组来影响人类肠道中某些ARG的组成，强调了伴侣动物环境健康的重要性。文章通过宏基因组测序比较了猫、人类及其生活环境中的ARG特征，探究了猫对人类肠道中ARG的潜在影响。少数ARG宿主可能通过气溶胶吸入进入人体，而与猫的直接接触是主要途径。这些ARGs随后通过水平基因转移在肠道中重新定位，形成主人的抗性。

图6 猫对人类肠道和生活环境形成的抗药性