抗菌肽在養(yǎng)殖業(yè)中研究進(jìn)展(轉(zhuǎn))

微生態(tài)岳陽 · 發(fā)表于 2010-9-11 09:25:12

摘要:抗菌肽是生物機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的一類抵抗外源病原體感染的小分子肽類活性物質(zhì)。具有廣譜抗菌活性，能夠抗真菌、病毒、腫瘤細(xì)胞等，作用方式獨(dú)特，不易產(chǎn)生耐藥性，是抗生素的理想替代品之一。本文主要就抗菌肽制劑在養(yǎng)殖生產(chǎn)中應(yīng)用作簡要介紹，并對(duì)目前存在問題加以論述。

　　關(guān)鍵詞：抗菌肽、養(yǎng)殖、應(yīng)用

　　抗生素的發(fā)現(xiàn)曾是人類醫(yī)學(xué)史上的一個(gè)里程碑。然而，隨著抗生素的廣泛使用，耐藥菌株和多重耐藥菌株的不斷增加，使得病原菌的抗藥性大大提高，抗感染治療已經(jīng)陷入耐藥危機(jī)之中，傳統(tǒng)抗生素的使用正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。研究和應(yīng)用無毒、無公害、無耐藥的新型抗菌制劑替代抗生素已成發(fā)展趨勢?？咕囊云洫?dú)特的抗菌方式和廣譜抗性等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物、藥物開發(fā)、臨床治療、食品防腐與飼料添加劑、化妝品等領(lǐng)域，并顯示出良好的應(yīng)用與發(fā)展前景。

　　1.抗菌肽定義

　　抗菌肽(Antimicruobial peptides)是生物體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的一類抵抗外界病原體感染的小分子肽類生物活性物質(zhì)，廣泛存在與昆蟲、動(dòng)植物及人體內(nèi)?？咕木哂蟹翘禺愋缘目辜?xì)菌、真菌、病毒、腫瘤細(xì)胞、原蟲等作用，特別是對(duì)多重耐藥菌和腫瘤細(xì)胞有殺傷作用，且不破壞人體的正常細(xì)胞(周義文，2004)。因此，抗菌肽在醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用前景。

　　2.抗菌肽結(jié)構(gòu)特征及作用機(jī)理

　　抗菌肽的結(jié)構(gòu)與其功能密切相關(guān)，不同物種、不同來源的抗菌肽分子其結(jié)構(gòu)既有相似之處又有一定差異，這就決定了它們生物學(xué)活性和功能的差異?？咕姆肿訕?gòu)型中有一個(gè)共同的特性：兩親性。主要通過穿透細(xì)胞膜達(dá)到抗菌作用(Andra J et al 2003)。大量研究證明,抗菌肽具有廣譜抗菌活性,但不同的抗菌肽抗菌活性有較大差異,抗菌譜也有明顯不同。

　　2.1以天蠶素(cecropin)為代表的α-螺旋抗菌肽。天蠶素是昆蟲抗菌肽，分子中不含半胱氨酸、不能形成分子內(nèi)二硫鍵。分子N末端富含親水性的堿性氨基酸殘基。帶正電荷的堿性N末端有利于抗菌肽分子與細(xì)菌細(xì)胞膜上的酸性磷脂頭負(fù)電荷間相互作用，使抗菌肽易于吸附到細(xì)菌膜上。而C末端富含疏水性氨基酸殘基，有利于抗菌肽插入細(xì)菌細(xì)胞膜的雙層磷脂膜中，形成兩性α-螺旋。這是抗菌肽破壞細(xì)菌的主要結(jié)構(gòu)，當(dāng)抗菌肽與細(xì)菌相互作用時(shí)，α-螺旋在細(xì)菌細(xì)胞膜上形成孔洞，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物外流，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。

　　2.2以防御素(defensin)為代表的β-折疊抗菌肽。這類抗菌肽存在于人和牛的嗜中性粒細(xì)胞、豬小腸細(xì)胞及某些昆蟲體內(nèi)。研究發(fā)現(xiàn)，這類抗菌肽在晶體狀態(tài)下，以二聚體形式存在。不對(duì)稱的兩個(gè)單體分子緊密靠近，并對(duì)二次旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱。每個(gè)單體有三股反平行的β-折疊片以二硫鍵相連。這類抗菌肽分子結(jié)構(gòu)中有極性和非極性氨基酸排列，使得二聚體分子結(jié)構(gòu)中呈現(xiàn)極性和疏水性特性，這種結(jié)構(gòu)特征使β-折疊抗菌肽分子具有膜穿透功能。

　　另外還有含1～2中氨基酸的抗菌肽和具有袢狀結(jié)構(gòu)的抗菌肽抗菌肽種類多樣，分類不同，作用對(duì)象也種類繁多。

3.抗菌肽在養(yǎng)殖業(yè)中應(yīng)用進(jìn)展

　　由于抗菌肽具有較強(qiáng)的廣譜的抗細(xì)菌、病毒、真菌和腫瘤細(xì)胞的功效，同時(shí)不破壞人的正常細(xì)胞特性。如能較好的開發(fā)利用，有望給臨床醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、食品加工、動(dòng)植物轉(zhuǎn)基因等領(lǐng)域帶來革命性的進(jìn)展，開發(fā)利用前景廣闊。目前，抗菌肽制劑大多處于研究過程中，抗菌菌、抗病原體研究報(bào)道較多，實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用研究較少。

　　抗菌肽在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面，一是取代或部分取代目前喂養(yǎng)動(dòng)物所用的抗生素，減少動(dòng)物喂養(yǎng)之中對(duì)抗生素的依賴，減少抗生素通過食物鏈的傳播，減少對(duì)人類的威脅;二是通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將廣譜抗菌肽基因?qū)雱?dòng)植物體內(nèi)，增加動(dòng)植物對(duì)各種病原菌的抵抗能力。

　　3.1在家禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

　　大量研究報(bào)道，抗菌肽促進(jìn)家禽生長和發(fā)育，并對(duì)致病菌有良好的抑制作用。溫劉發(fā)(2001)通過飲水方式給粵黃雞添加抗菌肽的飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，抗菌肽可促進(jìn)仔雞生長和減少排泄氮含量。文加才(2002)將抗菌肽酵母制劑添加到畜禽飼料中，對(duì)預(yù)防和治療雛雞白痢有良好效果，并能夠提高肉雞飼料轉(zhuǎn)化率3.6%和成活率10%。肉用仔雞飼料中添加5%的蠅蛆蛋白質(zhì)飼料，能提高肉仔雞的日增重(賈生福等，2007)。豬小腸抗菌肽能提高雛雞日增重，降低料重比，可增強(qiáng)雞十二指腸和空?qǐng)龅南展δ?馬衛(wèi)明等，2006)。

　　研究對(duì)雛雞體內(nèi)抑菌試驗(yàn)結(jié)果表明，家蠅抗菌肽對(duì)雛雞大腸桿菌病有良好的療效，死亡率明顯降低，高、中劑量與環(huán)丙沙星相當(dāng)，且不影響雞只正常增重。(屈軍梅等，2006)

　　研究還發(fā)現(xiàn)，抗菌肽能夠提高肉雞腸道酶活性和機(jī)體免疫力。

　　黃永彤(2004)等發(fā)現(xiàn)，抗菌肽對(duì)肉雞有促進(jìn)生長和提高免疫力的作用。與中草藥抗生素相比，在出欄率、平均體重、飼料效率等方面均無顯著性差異，且在出欄前3天停喂，抽檢無殘留。蠶抗菌肽AD-酵母制劑在雞飼糧中添加達(dá)500g/kg時(shí)，對(duì)粵黃雞小腸內(nèi)容物中淀粉酶和蛋白酶活性無不良影響，對(duì)飼料營養(yǎng)價(jià)值也無不良影響，且能有效抑制飼料中細(xì)菌的繁殖(何丹林等，2004)。

　　另外，抗菌肽還能夠促進(jìn)機(jī)體對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的合成，并能夠降低糞中氮的排泄。陳曉生等(2005)在肉鴨日糧中添加液體蠶抗菌肽AD-酵母制劑發(fā)現(xiàn)，血清代謝急速的活動(dòng)顯著增強(qiáng)。IGF-1濃度升高，營養(yǎng)物質(zhì)合成加強(qiáng);甲狀腺素升高、脂肪、T4降低;尿素氮濃度顯著降低，體內(nèi)氮排出減少。

　　綜上所述，抗菌肽具有促進(jìn)家禽機(jī)體對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的合成和利用，提高機(jī)體免疫力，抑制致病菌繁殖，提高腸道酶活的功能。充分說明抗菌肽促進(jìn)家禽的生長和發(fā)育，但具體機(jī)理尚待進(jìn)一步研究。

　　3.2在養(yǎng)豬上的應(yīng)用

　　抗菌肽制劑在養(yǎng)豬上的應(yīng)用報(bào)道，多集中于對(duì)仔豬腹瀉和機(jī)體特異性抗體影響研究上。用抗菌肽制劑替代抗生素應(yīng)用在斷奶仔豬日糧中發(fā)現(xiàn)，對(duì)仔豬腹瀉有較好的治療效果，且對(duì)仔豬增重?zé)o不良影響(溫劉發(fā)等，2001)。研究表明，用抗菌肽制劑飼喂仔豬，有效劑量0.5ml/kg 飼料，安全劑量 3ml/kg飼料。連續(xù)飼喂28天，能預(yù)防仔豬腹瀉，提高存活率，增加體重，降低料肉比的效果(溫劉發(fā)等，2007)。

　　3.3在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

　　王廣軍等(2005)研究了抗菌蛋白在南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖中的應(yīng)用效果，結(jié)果表明，在飼料中添加抗菌蛋白，無論是在日生長速度、相對(duì)增重率、飼料系數(shù)及成活率，還是抗病力方面均有顯著的提高。

　　3.4促進(jìn)綠色養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展

　　傳統(tǒng)抗生素是通過一系列酶合成的產(chǎn)物，而抗菌肽則是某個(gè)特定基因編碼的產(chǎn)物;殺菌機(jī)理上，抗生素一般通過抑制細(xì)菌細(xì)胞壁、蛋白質(zhì)合成來殺菌，細(xì)菌容易通過變異對(duì)抗生素產(chǎn)生耐藥性;而抗菌肽一般通過物理方式殺菌，所以不易產(chǎn)生耐藥病原體和交叉耐藥，為人類和動(dòng)物的健康發(fā)展和疾病防治提供了新的安全、綠色途徑。

　　4.前景及存在的問題

　　抗菌肽作為一類抗菌能力強(qiáng)、抗菌譜廣、種類多，可供選擇范圍廣，不易產(chǎn)生抗性的功能多肽，在醫(yī)藥、化妝品、生物農(nóng)藥、生物飼料添加劑、食品防腐劑、動(dòng)植物抗病基因工程方面將有廣闊的應(yīng)用前景。

　　然而，抗菌肽的推廣應(yīng)用還需要解決一些問題。首先是來源問題，由于抗菌肽的含量極微，化學(xué)合成和基因工程便成為獲取抗菌肽的主要手段?；瘜W(xué)合成抗菌肽，成本高昂?；蚬こ瘫磉_(dá)效率低下，且活性不穩(wěn)。如何獲得高活性、高產(chǎn)量，性能穩(wěn)定的抗菌肽，是應(yīng)用抗菌肽必須解決的問題。二是，抗菌肽分子小，易被蛋白酶降解。三是分離純化困難，費(fèi)用高。四是，與傳統(tǒng)抗生素相比，某些抗菌肽的活性還不理想，提高其活性，需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)和提高足夠的理論支持。五是，藥動(dòng)學(xué)和藥效學(xué)方面的研究較少。要使抗菌肽能夠真正在養(yǎng)殖生產(chǎn)中大量應(yīng)用，必須解決產(chǎn)量、活性、穩(wěn)定性、功能性、成本、產(chǎn)工藝方法等問題。

donghaijun2009 · 發(fā)表于 2010-9-11 09:40:10

好文章，大家共分享，謝謝樓主！

牛莫王 · 發(fā)表于 2010-9-28 08:10:20

還遙不可及的東西??！國內(nèi)已經(jīng)火得不得了?。。?！

pch6182869 · 發(fā)表于 2010-9-28 11:42:16

繼續(xù)觀望

lzh0963 · 發(fā)表于 2010-10-22 15:29:45

這東西是真的有效果，但前提是在一定的添加量的基礎(chǔ)上的，該添加量下飼料廠成本是否合算？抗菌肽是一個(gè)很不錯(cuò)的東西，但是在畜牧養(yǎng)殖上面應(yīng)用還有很長的路要走?，F(xiàn)在抗菌肽在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)炒作的很厲害了，不知道有幾家廠家真正的出了產(chǎn)品了！