Perturbations in early life gut microbiota can have long-term impacts on host health. In this study, we investigated antimicrobial-induced temporal changes in diversity, stability, and compositions of gut microbiota in neonatal veal calves, with the objective of identifying microbial markers that predict diarrhea. A total of 220 samples from 63 calves in first 8 weeks of life were used in this study. The results suggest that increase in diversity and stability of gut microbiota over time was a feature of "healthy" (non-diarrheic) calves during early life. Therapeutic antimicrobials delayed the temporal development of diversity and taxa-function robustness (a measure of microbial stability). In addition, predicted genes associated with beta lactam and cationic antimicrobial peptide resistance were more abundant in gut microbiota of calves treated with therapeutic antimicrobials. Random forest machine learning algorithm revealed that Trueperella, Streptococcus, Dorea, uncultured Lachnospiraceae, Ruminococcus 2, and Erysipelatoclostridium may be key microbial markers that can differentiate "healthy" and "unhealthy" (diarrheic) gut microbiota, as they predicted early life diarrhea with an accuracy of 84.3%. Our findings suggest that diarrhea in veal calves may be predicted by the shift in early life gut microbiota, which may provide an opportunity for early intervention (e.g., prebiotics or probiotics) to improve calf health with reduced usage of antimicrobials.

中文翻译：

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将干扰与新生儿小肠肠道菌群的多样性，稳定性和组成的时间变化联系起来：腹泻的预测。

早期肠道菌群的扰动可能对宿主健康产生长期影响。在这项研究中，我们调查了抗生素诱导的新生小牛肠道微生物群的多样性，稳定性和肠道菌群组成的时间变化，目的是鉴定预测腹泻的微生物标志物。在此研究的最初8周中，共使用了63只犊牛的220个样本。结果表明，肠道微生物群的多样性和稳定性随着时间的推移而增加是早期生命中“健康”（非腹泻）犊牛的特征。治疗性抗菌药物延缓了多样性的暂时发展和生物分类功能的稳健性（一种衡量微生物稳定性的方法）。此外，预测的与β-内酰胺和阳离子抗微生物肽耐药性相关的基因在经治疗性抗微生物剂治疗的犊牛肠道菌群中更为丰富。随机森林机器学习算法显示，Trueperella，链球菌，Dorea，未培养的Lachnospiraceae，Ruminococcus 2和Erysipelatoclostridium可能是可以区分“健康”和“不健康”（腹泻）肠道菌群的关键微生物标志物，因为他们预测了早期生活性腹泻并伴有细菌性腹泻。准确度为84.3％。我们的研究结果表明，犊牛腹泻可以通过早期肠道菌群的变化来预测，这可能为早期干预（例如益生元或益生菌）提供机会，通过减少抗菌素的使用来改善犊牛的健康。随机森林机器学习算法显示，Trueperella，链球菌，Dorea，未培养的Lachnospiraceae，Ruminococcus 2和Erysipelatoclostridium可能是可以区分“健康”和“不健康”（腹泻）肠道菌群的关键微生物标志物，因为他们预测了早期生活性腹泻并伴有细菌性腹泻。准确度为84.3％。我们的研究结果表明，犊牛腹泻可以通过早期肠道菌群的变化来预测，这可能为早期干预（例如益生元或益生菌）提供机会，通过减少抗菌素的使用来改善犊牛的健康。随机森林机器学习算法显示，Trueperella，链球菌，Dorea，未培养的Lachnospiraceae，Ruminococcus 2和Erysipelatoclostridium可能是可以区分“健康”和“不健康”（腹泻）肠道菌群的关键微生物标志物，因为他们预测了早期生活性腹泻并伴有细菌性腹泻。准确度为84.3％。我们的研究结果表明，犊牛腹泻可以通过早期肠道菌群的变化来预测，这可能为早期干预（例如益生元或益生菌）提供机会，通过减少抗菌素的使用来改善犊牛的健康。（腹泻）肠道菌群，因为他们预测了早期的腹泻，准确率为84.3％。我们的研究结果表明，犊牛腹泻可以通过早期肠道菌群的变化来预测，这可能为早期干预（例如益生元或益生菌）提供机会，通过减少抗菌素的使用来改善犊牛的健康。（腹泻）肠道菌群，因为他们预测了早期的腹泻，准确率为84.3％。我们的研究结果表明，犊牛腹泻可以通过早期肠道菌群的变化来预测，这可能为早期干预（例如益生元或益生菌）提供机会，通过减少抗菌素的使用来改善犊牛的健康。