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论抗菌肽在畜牧业中的实践

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1抗菌肽畜牧业中的应用

抗菌肽作为抗生素的替代品,最先应用于医疗方面,用来治疗一些抗生素不起作用的临床耐药菌株的感染。另一方面,它也可以用于临床疾病的诊断。一旦生物体感染某种细菌或病毒,体内就会产生相应的免疫应答,而这种应答的一方面表现形式就是相对应的抗菌肽浓度的快速上升。根据抗菌肽与感染性疾病之间的对应关系,可以为诊断提供依据。目前,随着对抗菌肽的了解加深,它的应用也得到了广泛的拓展,不仅仅局限于临床医学,还包括农业和畜牧业等方面。

在畜牧业方面,农民为了追求高的经济价值,在饲料中大量添加各种抗生素,严重破坏了畜禽肠道内的微生态平衡并导致一些耐药菌株的产生,导致畜禽疾病的日益复杂化,而抗菌肽正好可以克服抗生素的这些缺点。目前它在畜牧业上的应用主要分为下面几个方面:一是抗菌肽和抗生素的联合添加喂养。当前疫病多为混合感染,而一般抗生素抗菌谱一般比较窄,且只对细菌有效。而抗菌肽除对细菌有效之外,还对真菌、病毒、寄生虫和原生动物有抑制或杀灭作用,二是取代目前喂养中所用的抗生素。

抗菌肽作为一种特殊的氨基酸,添加在饲料中一方面可以作为营养成分降解吸收,另一方面又可以代替抗生素的作用起抗菌的作用,从而避免抗生素对动物和人体的危害。目前,国内这方面已经有一些成功的例子。将抗菌肽在酵母中发酵表达后的制剂,添加到饲料中,能够代替抗生素预防及治疗仔猪白痢和雏鸡白痢,并能提高肉鸡饲料转化率和存活率。添加来源于猪小肠的抗菌肽能提高雏鸡日增重,降低料重比,同时增强鸡十二指肠和空肠的消化吸收功能。三是通过基因工程手段将广谱性抗菌肽基因导入生物体内,提高它们对各种病原菌的抵抗能力。据报道,Reed等将抗菌肽Shiva-1a通过转基因手段导入小鼠后,提高了小鼠对布鲁氏菌病的抵抗能力。

Sarmasik等将天蚕抗菌肽转入鲑鱼发现对嗜水气单胞菌、荧光假单胞与安圭拉弧菌等3种鱼类病原菌均有很强的抗性。另外,Yarus将牛气管抗菌肽(bTAP)基因转入小鼠中提高了它对致病大肠杆菌的耐受性。因此,借鉴已成功的转基因技术,把一些具有光谱抗性的抗菌肽基因导入生物体,从而产生抗病新品种或高效抗菌剂,治疗在养殖过程中细菌或病毒所引起的等各种棘手的疾病,前景将十分乐观。

2现阶段抗菌肽应用存在的问题和展望

尽管抗菌肽具有非常广阔应用前景,但是目前它的应用还需要解决一些问题。(1)来源问题,由于抗菌肽的天然资源有限,而且提取的难度和成本都比较高,因此,基因工程和化学合成便成为获取抗菌肽的主要手段。但是化学合成肽类,成本较高,不适合应用。而通过基因工程手段,在微生物中表达抗菌肽,可能杀死宿主细菌而不能获得表达产物。即使对宿主菌没有毒害,但仍会有表达量少的问题存在。因此如何选择表达宿主菌,提高抗菌肽的生产效率,降低成本,是抗菌肽应用必须解决的关键问题。(2)与抗生素相比,虽然抗菌肽的抗菌谱比较广,但它的抗菌活性还不够理想。对已有抗菌肽进行改造或者设计新抗菌肽分子是创造高活力抗菌肽的有效途径。这就需要更深层次的了解抗菌肽结构与活性之间的关系,为分子改造和设计提供足够的理论依据。(3)大部分抗菌肽产品还处于研发阶段,离真正应用推广还有很长的路。这不仅要靠技术的积累,还要有资本支撑才能最终实现。

总之,抗菌肽的发现和研究,为解决传统抗生素的耐药问题提供了新思路。它对细菌、真菌、病毒、寄生虫和肿瘤细胞的抑制作用以及免疫调节作用表明,抗菌肽将是一种极具发展前景的新型抗菌制剂。

作者:蔡菁单位:四川大学华西药学院