钩端螺旋体病（简称钩体病）是一种由致病性钩端螺旋体（简称钩体）引起的急性、自然疫源性、人兽共患传染病。全世界每年有超过100万人感染钩体,导致约6万人死亡。而在家畜（猪马牛羊等）中,钩体的感染率也均在10%以上。钩体病不仅极大地危害了畜牧业的发展,并且威胁着全球社会公共卫生安全。钩体病当前主要的防控手段依赖于疫苗和抗生素。然而,由于钩体血清型众多,当前已发现超过300多种致病性钩体血清型,且钩体毒力操作系统相对困难,研究进展缓慢,导致钩体疫苗存在交叉保护效果差、保护期短等缺点。随着“限抗令”的颁布,抗生素在养殖业中的使用将受到进一步的限制,给细菌传染性疾病的防控形成更大的压力。因此,亟需开发新型、有效的替抗防控新产品,从源头根治该病。肠道菌群在维持机体健康,疾病的发生、发展和转归中发挥着重要作用,然而肠道菌群在钩体病中的作用尚不清晰。因此,本论文从肠道菌群的角度出发,通过钩体病的敏感动物模型（金黄地鼠）和耐受动物模型（小鼠）,探究肠道菌群在钩体感染过程中发挥的作用及机制,进而探究通过补充动物乳杆菌及其代谢物D-乳酸作为替抗产品在抗钩体感染中的应用价值。结果表明,腹腔注射导致金黄地鼠的存活时间比皮下注射金黄地鼠的存活时间更短,但不同感染方式并不影响钩体在金黄地鼠肠道大量增殖。因此,在后续实验中均采用腹腔注射方式。粪便16s r RNA测序结果表明,钩体感染后可引起金黄地鼠肠道菌群的组成发生改变,感染后期濒死组金黄地鼠的乳杆菌比例显著降低。钩体感染导致结肠出血,肠黏膜层有大量的炎性细胞浸润,并可导致肠黏膜通透性显著升高,紧密连接相关基因表达下降。另外,钩体感染导致大量的细菌移位,但通过血液涂板并未分离出细菌。为了进一步明确肠道菌群在金黄地鼠感染中的作用,通过抗生素合剂（氨苄青霉素、甲硝唑、新霉素和万古霉素）耗竭菌群进行感染实验。结果表明,菌群耗竭不影响钩体感染早期在脏器中的增殖,但是却显著延长了金黄地鼠的存活时间。检测血液中的LPS发现,感染后期,菌群耗竭金黄地鼠血液中LPS水平显著低于菌群正常金黄地鼠,表明感染后期紊乱的肠道菌群可能通过产生大量的LPS加剧钩体病的进程。在小鼠感染模型中,钩体在肠道中呈一过性增殖,在感染后期便被清除,且不会导致肠黏膜通透性升高。然而,钩体感染也可改变小鼠肠道菌群结构,感染后期乳杆菌比例显著升高。通过抗生素合剂耗竭菌群和粪菌移植实验,表明肠道菌群有助于小鼠抵抗钩体感染。为了进一步探究肠道菌群可能发挥保护作用的机制,通过分离骨髓源巨噬细胞和腹腔驻留巨噬细胞进行感染实验。结果表明,肠道菌群在钩体感染中有助于增强骨髓源巨噬细胞的吞噬能力和炎性应答能力,但是对腹腔驻留巨噬细胞的吞噬能力和炎性应答能力并无影响。进一步通过体内实验,检测感染过程中腹腔的微环境变化。结果表明,肠道菌群耗竭对感染早期腹腔的炎性环境并无影响,但是导致游离巨噬细胞的比例与数量增多（巨噬细胞消失反应减弱）。进一步通过抑制剂实验表明,肠道菌群有助于维持钩体感染过程中的巨噬细胞消失反应,促进钩体清除。最后,通过体内巨噬细胞清除和回补实验,表明巨噬细胞抗钩体感染的作用依赖于肠道菌群。通过种水平分析小鼠感染过程中的差异细菌,鉴定出动物乳杆菌为感染前后差异菌株。通过补充动物乳杆菌进行感染实验,结果表明,动物乳杆菌有助于小鼠抵抗钩体感染。为了进一步探究动物乳杆菌发挥作用的潜在机制,灌胃周期结束后,发现肠道中的D-乳酸含量显著升高。实验发现,肠道生理浓度D-乳酸可有效抑制钩体生长,且随着浓度升高可显著降低钩体致病性,但不影响钩体正常形态。RNA-seq结果表明,D-乳酸处理可增强巨噬细胞的抗感染能力。感染钩体后发现,D-乳酸处理显著增强了巨噬细胞的吞噬能力和胞内杀菌能力,而不影响炎性反应。最后,动物实验表明,给小鼠补充D-乳酸可显著降低感染后脏器的钩体载量。综上所述,本课题研究表明,肠道菌群在金黄地鼠和小鼠感染钩体过程中均发挥着重要作用。在金黄地鼠中,钩体感染导致肠道菌群紊乱,产生大量的LPS被吸收入血加剧了疾病进程。而在小鼠中,肠道菌群可通过调节巨噬细胞功能发挥着抗钩体感染作用,减少钩体脏器定殖。通过补充动物乳杆菌和D-乳酸可显著提高小鼠抗钩体感染能力,提示临床中可通过添加益生菌或益生元的方式减少钩体病的发生。