微生物抗菌肽在动物生产中的应用

“后抗生素时代”，安全高效的抗生素替代物成为研发热点之一，具有诸多优点的抗菌肽有望成为抗生素理想替代物之一。近年来，微生物源抗菌肽在动物生产中的研究应用不断深入，并获得大量研究成果。 1、微生物抗菌肽 目前，在动物生产中应用的主要是细菌抗菌肽，按照合成途径可分为非核糖体和核糖体合成抗菌肽。 前者不依赖于核糖体，由非核糖体多肽合成酶基因编码合成，是一种由脂肪酸链和肽链形成的结构独特的两亲结构，统称为抗菌脂肽。 抗菌脂肽 抗菌脂肽已被发现具有抗细菌、抗真菌、抗病毒、抗支原体、抗炎和表面活性等多种生物学功能，通过与细胞膜磷脂互作而形成离子通道，或者螯合阳离子而抑制酶活性来发挥作用。 后者合成依赖核糖体，统称为细菌素。 关于细菌素 细菌素作用方式主要有两种：一种是依赖于膜电位，直接吸附于敏感菌细胞膜而形成膜内通透孔道，导致胞内k+、h+、po43+和atp等泄露和膜去极化，Zui终细胞自溶死亡；另一种是不依赖于膜电位，通过与敏感菌细胞膜上的受体蛋白结合形成亲水通道，细胞膜完整性被破坏而导致细胞死亡。 2、在动物生产中的应用 2.1防控动物疫病 微生物抗菌肽主要通过以下2种方式达到防控疫病的目的：一是直接抑制或者杀死致病菌或有害菌；二是抑制肠道有害菌生长，促进有益菌生长，维护肠道菌群平衡。另外，微生物抗菌肽还被发现能有效抑杀饲料中的霉菌，从而促进动物健康生长。 2.2增强动物机体免疫水平 根据现有报道，微生物抗菌肽提高动物免疫力的方式因动物种类而异，当病原菌入侵时，抗菌肽可以直接激活动物自身免疫系统来增强其免疫力，也可以通过诱导提高sod、lzm、akp等非特异性免疫因子来提高其免疫能力。也有报道显示，抗菌肽也可以通过提高抗氧化能力而保护免疫器官、免疫细胞，从而改善免疫功能。 2.3提高动物机体抗病能力 目前，对于畜禽细菌、真菌、病毒以及原虫等大部分疾病的防治都比较困难，而且临床应用的药物副作用大、价格昂贵，长期应用受到限制。研究表明，抗菌肽对于这类引发病害的真菌、病毒以及原虫有很强的杀伤力。利用抗菌肽的抗菌、杀菌作用，在饲料中添加抗菌肽可以提高动物的免疫力和抗病能力。马卫明在检测中发现，猪小肠抗菌肽对11种致病细菌均有不同程度的抑制作用，杀菌率可达到59.5%~98.5%。抗菌肽针对细菌、真菌、病毒以及原虫等作用机制各不相同。抗菌肽对细菌的免疫作用主要表现在对细胞膜的破坏性，主要的杀菌机理是抗菌肽作用于细菌的细胞膜，破坏膜完整性并产生穿孔现象，造成细胞浆溢出胞外而导致细菌死亡。jia等使用黄盖鲽抗菌肽配合合成抗菌肽cema 定量饲喂感染弧菌的大马哈鱼，结果表明，复合抗菌肽可以降低大马哈鱼死亡率。 另外不同种类的抗菌肽抗菌活性存在着较大的差异，抗菌肽破膜也存在着明显的不同。抗菌肽对真菌的免疫作用主要是通过阻止和破坏细胞壁的合成，在细胞膜表面形成多聚体插入膜双分子层，形成孔洞使重要的内容物外泄，进入细胞后与核酸体、线粒体等大分子细胞器相互作用影响正常代谢使真菌死亡等方式起作用。黄沧海等针对罗非鱼生长性能与免疫力的研究中发现，添加黄霉素和高剂量抗菌肽能显著提高罗非鱼幼鱼抑菌作用。研究表明，抗菌肽抗真菌能力还与真菌的属、种和孢子的状态有关。抗菌肽对病毒具有免疫作用，目前研究表明，抗菌肽对病毒的免疫机制有3种：抗菌肽与病毒的胞膜直接结合起到抗病毒作用；模仿病毒的侵染过程，干扰病毒的组装合成过程，起到抗病毒作用；通过抑制病毒的繁殖而起抗病毒作用。zasloff给斑节对虾饲喂抗菌肽的研究结果表明，在饲料中添加抗菌肽可以显著提高虾的成活率及对抗白斑病毒的感染能力（p<0.05）。抗菌肽可以通过与原虫胞膜接触，间接引起细胞内部结构和细胞器的变化，从而干扰原虫细胞的代谢过程发挥免疫作用。蛙皮抗菌肽对疟原虫有损伤和抑制作用。另外抗菌肽不仅对以上几种病原有免疫杀伤作用，对于发生癌变的细胞株则有明显的杀伤作用。富含甘氨酸的抗菌肽家族通常可以抗真菌和革兰氏阴性细菌以及通过破坏细胞膜来抗癌细胞。因此动物饲喂含抗菌肽的饲料可以提高动物的自身免疫力。 2.4提高动物生产性能 饲料中添加适量的抗菌肽，能够使饲料的利用率提高，进而促进动物的生长。现在，我国应用于饲料添加剂的主要是蚕抗菌肽ad-酵母制剂，并且很多的畜禽水产试验也主要围绕这种抗菌肽来进行。黄永彤等研究表明，抗菌肽能够促进肉鸡的生长，提高其免疫力，与中草药抗生素相比差异不显著（p>0.05），且无残留。关静姝等在1日龄健康肉鸡日粮中添加肠杆菌肽抗菌肽300 mg · kg-1，结果发现，饲喂适量的抗菌肽肉鸡出栏体重和平均日增重均增加，死亡率降低69%，同时也提高饲料的转化率，改善动物的生产性能。张江等利用微生态制剂与天蚕素抗菌肽复合产品饲喂奶牛，试验发现，基础日粮中添加微生态和抗菌肽复合制剂30g，可提高奶牛平均产奶量1.5 kg，体细胞降幅达60%。徐名能等在荷斯坦牛日粮中添加抗菌肽制剂，试验结果表明，添加抗菌肽制剂能够显著提高乳脂率（p<0.05）。试验证明牛羊等反刍动物饲料中适量添加抗菌肽可以大大提高生长速度及屠宰率。此外，据相关文献报道抗菌肽还具有饲料防霉效果。 动物生产性能的提高是一个综合效应。微生物抗菌肽之所以能够提高动物生产性能，与其抑制杀死病原菌、维护肠道健康和平衡、增强动物机体免疫力和抗氧化能力等诸多生物学功能直接或间接相关。除此之外，微生物抗菌肽还被发现可以增强动物机体内相关消化酶的活性，从而促进动物对营养物质的消化吸收和生产性能的提高。 3、展 望 当今社会畜牧业高效发展，我国畜牧业所面临的Zui大问题是畜禽类的应激反应和疾病问题，通常所采用的普遍对策是添加抗生素或其他药物。而继欧洲率先禁止近百种抗生素类药物在畜禽饲料中添加后，美国及其他西方国家也做出了相应举措，因此在我国禁止和部分禁止使用饲用抗生素也将成为必然趋势。 抗菌肽具有广谱的抗菌作用，具有促生长和治疗疾病的功能，不会产生耐药性，具有安全、无毒副作用的生物学特性，可作为一种绿色饲料产品。利用微生物大规模、高效生产抗菌肽，并且应用到动物生产中，不仅能为养殖业带来一定的经济效益，而且还保障了动物源性食品安全，促进养殖业向绿色无公害发展，抗菌肽具有广阔的发展前景。 欢迎关注“蓉宝生物”公众号