一株具有预防及缓解轮状病毒感染作用的植物乳杆菌DM2及其应用

本发明涉及微生物，特别涉及植物乳杆菌及其在微生态制剂、菌剂等方面的应用。

背景技术：

1、腹泻性病毒感染的发生和发展通常经历病原体暴露、病毒侵袭与复制、临床症状出现以及感染后恢复等连续阶段。然而，目前针对轮状病毒（rotavirus，rv）感染的干预措施主要集中于疾病发生后的对症治疗，尚缺乏能够覆盖感染前预防、感染过程中病毒抑制以及感染后恢复的新型微生态干预策略。不同阶段的干预需求存在明显差异：感染前需要提高宿主抵御病原体侵袭的能力；感染过程中需要降低病毒复制和传播水平；感染后则需要促进肠道功能恢复和机体稳态重建。因此，开发能够在疾病不同阶段持续发挥保护作用的功能性制剂，对于完善轮状病毒感染防控体系具有重要意义。

2、轮状病毒是导致婴幼儿及幼龄动物急性病毒性腹泻的主要病原体之一，在全球范围内广泛流行。感染后，病毒主要侵袭小肠绒毛顶端成熟肠上皮细胞，引起上皮细胞损伤、肠道吸收功能障碍以及水电解质紊乱，导致水样腹泻、脱水、体重下降及生长发育受阻等症状。

3、目前，轮状病毒感染的临床处理仍以补液、营养支持及对症治疗为主。虽然轮状病毒疫苗已在部分国家和地区广泛应用，并在降低重症发生率方面发挥积极作用，但其保护效果仍受到宿主年龄、营养状况、环境卫生条件以及流行毒株差异等多种因素影响。同时，疫苗主要用于感染前预防，对于已发生感染的个体缺乏直接治疗作用，也难以满足感染后恢复阶段的干预需求。因此，建立覆盖疾病全过程的干预模式，已成为轮状病毒感染防控领域的重要发展方向。

4、益生菌因具有良好的生物安全性、长期使用耐受性好以及不易诱导耐药性等特点，在感染性腹泻防治中受到广泛关注。然而，不同益生菌菌株之间的抗病毒能力存在明显差异。目前已报道的大多数研究主要集中于单一阶段的保护作用，例如仅评价体外病毒抑制能力，或仅观察感染后的症状改善，而兼具感染前干预潜力、感染过程中抑制病毒复制以及感染后促进恢复作用的功能菌株仍然相对有限。因此，筛选并开发具有显著抗轮状病毒活性且能够覆盖疾病不同阶段需求的新型功能益生菌，对于丰富轮状病毒防控手段及开发新型微生态产品具有重要意义。

技术实现思路

1、为了解决当前轮状病毒感染性腹泻防治过程中存在的缺乏特异性治疗药物、疫苗保护效果受限、长期药物干预副作用明显以及肠道微生态损伤等问题，本发明提供一株植物乳杆菌dm2（l. plantarum dm2）。

2、第一方面，本发明提供一株植物乳杆菌（lactiplantibacillus plantarum）dm2，所述菌株已于2026年6月29日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmcc no.39523。

3、在一些实施方案中，所述植物乳杆菌dm2分离自健康猫粪便，为天然来源菌株。

4、在一些实施方案中，所述植物乳杆菌dm2的菌落形态呈乳白色、圆形、表面光滑且湿润、边缘整齐、中央微隆起。

5、在一些实施方案中，所述植物乳杆菌dm2的细胞形态为杆状，革兰氏染色阳性，触酶和氧化酶反应阴性，无芽孢形成。

6、在一些实施方案中，所述植物乳杆菌dm2经16s rrna基因序列比对鉴定为植物乳杆菌（lactiplantibacillus plantarum）。

7、所述植物乳杆菌dm2为天然分离菌株，具有良好的肠道适应性和益生特性，具有拮抗轮状病毒感染、降低轮状病毒载量、缓解轮状病毒所致腹泻、减轻肠道组织病理损伤、调节肠道黏膜免疫、促进肠道屏障修复、调节肠道菌群以及促进短链脂肪酸（scfas）生成的能力。

8、第二方面，本发明提供第一方面所述植物乳杆菌在制备益生菌宠物产品中的应用。

9、在一些实施方案中，所述益生菌宠物产品以所述植物乳杆菌dm2为活性成分，所述植物乳杆菌的活菌数不低于1×109 cfu/g或1×109 cfu/ml。

10、在一些实施方案中，所述益生菌宠物产品的剂型为粉剂、片剂、颗粒剂、胶囊剂或液体制剂。

11、在一些实施方案中，所述益生菌宠物产品适用于犬、猫等伴侣动物。

12、在一些实施方案中，所述益生菌宠物产品通过口服方式施用，可直接饲喂或混入宠物饲料或饮水中给予。

13、所述益生菌宠物产品可用于宠物日常肠道健康管理及轮状病毒感染的预防性干预。

14、第三方面，本发明提供所述植物乳杆菌在制备宠物功能食品中的应用。

15、在一些实施方案中，所述宠物功能食品包括宠物主粮、宠物零食及营养补充剂中的一种或几种。

16、在一些实施方案中，所述宠物功能食品中所述植物乳杆菌的活菌数不低于1×109cfu/g或1×109 cfu/ml。

17、在一些实施方案中，所述宠物功能食品还可包含益生元、短链脂肪酸前体或代谢调控成分中的一种或几种。

18、所述宠物功能食品具有缓解轮状病毒感染所致腹泻、增强肠道黏膜免疫、降低炎症反应、促进短链脂肪酸产生以及改善肠道微生态稳态的作用，适用于幼龄动物及轮状病毒易感群体的日常肠道健康管理，可用于轮状病毒感染的预防性干预、感染相关腹泻的改善以及感染后肠道黏膜屏障与肠道菌群的调节与修复。

19、第四方面，本发明提供一种发酵产品，所述发酵产品由所述植物乳杆菌dm2发酵获得。

20、在一些实施方案中，所述发酵产品通过将所述植物乳杆菌dm2接种于发酵底物中，在适宜条件下培养获得。

21、在一些实施方案中，所述发酵底物包括mrs液体培养基、脱脂乳或羊奶中的一种或几种。

22、在一些实施方案中，所述发酵条件为37℃培养24–48 h。

23、在一些实施方案中，所述发酵产品为发酵液、发酵羊奶或其浓缩产物、干燥产物中的一种或几种。

24、所述发酵产品可作为制备菌剂、微生态制剂及宠物功能食品的原料。

25、第五方面，本发明提供一种菌剂，所述菌剂包括所述植物乳杆菌dm2。

26、在一些实施方案中，所述菌剂为所述植物乳杆菌的菌粉或菌悬液。

27、在一些实施方案中，所述菌剂中所述植物乳杆菌的活菌数不低于1×109 cfu/g或1×109 cfu/ml。

28、在一些实施方案中，所述菌剂还包括保护剂，所述保护剂含有脱脂乳、低聚果糖、山梨醇和菊粉中的一种或几种。

29、在一些实施方案中，所述菌剂通过将所述植物乳杆菌培养后收集菌体，加入保护剂重悬后经冷冻干燥制备获得。

30、所述菌剂可通过将所述植物乳杆菌培养后收集菌体并加入保护剂制备获得。

31、第六方面，本发明提供一种微生态制剂，所述微生态制剂包括所述植物乳杆菌dm2。

32、在一些实施方案中，所述微生态制剂包括所述植物乳杆菌的发酵液和/或菌粉。

33、在一些实施方案中，所述微生态制剂中所述植物乳杆菌的活菌数不低于1×109cfu/g或1×109 cfu/ml。

34、在一些实施方案中，所述微生态制剂为益生菌产品。

35、在一些实施方案中，所述益生菌产品包含益生元、填充剂、酸味剂、溶剂、抛射剂、增溶剂、助溶剂、乳化剂、着色剂、黏合剂、崩解剂、润滑剂、润湿剂、渗透压调节剂、稳定剂、助流剂、矫味剂、防腐剂、助悬剂、包衣材料、芳香剂、抗黏合剂、整合剂、渗透促进剂、ph值调节剂、缓冲剂、增塑剂、表面活性剂、消泡剂、增稠剂、包合剂、保湿剂、吸收剂、稀释剂、絮凝剂与反絮凝剂以及助滤剂中的一种或几种。

36、在一些实施方案中，所述益生菌产品的剂型为压片糖果、固体饮料、饮料、颗粒剂、胶囊剂、片剂、丸剂或口服液。

37、第七方面，本发明提供所述微生态制剂在制备缓解轮状病毒感染所致腹泻和改善肠道屏障功能的肠道健康产品中的应用。

38、在一些实施方案中，所述肠道健康产品包括宠物功能食品、益生菌制剂、特殊医学用途宠物食品或药物组合物。

39、基于上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

40、第一，体外抗病毒效果显著。本发明提供的植物乳杆菌dm2及其代谢产物能够显著减轻轮状病毒sa11株感染引起的ma104细胞病变效应，并有效抑制轮状病毒nsp3基因表达，从而降低轮状病毒在宿主细胞中的复制水平，表现出良好的体外抗轮状病毒活性。

41、第二，免疫调节与炎症抑制作用明确。本发明的植物乳杆菌dm2代谢物能够缓解lps诱导的raw264.7巨噬细胞炎症反应，降低il-1β、il-6及tnf-α等促炎因子水平，并调节抗炎因子il-10水平。在动物实验中，dm2干预可显著下调轮状病毒感染诱导的tnf-α、ifn-γ、il-6及tlr4等促炎因子表达，恢复抗炎因子il-10及肠道屏障相关蛋白aqp3的表达水平，并提高iga水平，从而有效缓解轮状病毒诱导的肠道炎症反应，增强肠道黏膜免疫功能。

42、第三，肠道屏障修复效果突出。动物实验结果表明，本发明的植物乳杆菌dm2能够显著缓解轮状病毒感染新生小鼠的腹泻症状，降低腹泻发生率和严重程度，减少粪便含水量，促进体重恢复。病理组织学结果显示，dm2可显著减轻轮状病毒感染所致肠道绒毛缩短、上皮细胞损伤和炎性细胞浸润，提高绒毛高度及vh/cd值，促进肠道屏障结构修复。此外，该菌株可降低轮状病毒在肾脏和脑组织中的扩散水平，表现出良好的限制病毒向机体组织扩散和传播的能力。

43、第四，肠道菌群调节与代谢改善作用显著。本发明的植物乳杆菌dm2能够改善轮状病毒感染导致的肠道菌群失衡，提高肠道菌群丰富度和多样性（chao1指数和shannon指数显著升高），降低escherichia-shigella等机会致病菌的相对丰度，增加bacteroides等共生相关菌属及lactobacillus的丰度，促进肠道微生态向稳定和平衡的方向恢复。功能预测分析显示，dm2干预与短链脂肪酸合成、氨基酸代谢及免疫相关功能通路富集有关。同时，dm2能够显著提高乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸和己酸等多种短链脂肪酸的水平，从而改善肠道代谢环境，有助于维持肠道稳态和增强宿主抗病毒能力。

44、综上所述，本发明提供的植物乳杆菌dm2并非仅作用于轮状病毒感染的单一病理环节，而是能够在感染前抵御、感染过程中抑制以及感染后恢复等不同阶段持续发挥保护作用，为轮状病毒感染的全过程干预提供一种新的微生态解决方案，在宠物功能性食品、营养补充剂、微生态制剂及肠道健康产品的研发中具有广阔的应用前景和产业化开发价值。