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抗菌肽在家禽养殖方面的应用前景
发布日期:2014-09-10  来源:搜猪网  浏览次数:3366
通过对抗菌肽相关作用的概述以及一些实验研究实例证明,抗菌肽的确对家禽的常见致病菌具有强烈的抑制作用,并且对家禽的生长性能也有促进作用,如果大家在家禽饲料中长期添加抗菌肽,细菌不易获得耐药性,使用效果稳定,属无毒副作用、无残留、无致细菌耐药性的一类环保型饲料添加剂。

 邹辉琴1,温静1,韩雄1,陈帆2,李钢1
 
  1.四川华德生物工程有限公司;2.四川省洪雅县畜牧事业局
 
 
  抗菌肽普遍存在于自然界的生物体中,目前已经发现2867条抗菌肽基因,这些肽类物质担当宿主体内外的部分防御功能,但较微生物产生的抗生素或多肽类抗生素,抗菌肽是由基因编码的多肽,是高等生物体内普遍采用的防御分子,从遗传稳定性,基因可调控性以及趋同进化的角度而言,抗菌肽是生物防御分子进化过程中较高形式。
 
  1抗菌肽的作用
 
  目前发现的抗菌肽大多数来源于动物,它是由核糖体合成的免疫多肽,是先天性免疫系统的重要组成成分,主要分布在黏膜,免疫细胞以及免疫器官等部位,它是较淋巴细胞和免疫球蛋白等免疫机制出现更早的防御手段,是脊椎动物长期进化保留下的有效防御机制。抗菌肽是通过分泌或者与免疫细胞耦联的形式为宿主提供防御力,而黏膜系统正是“沐浴”在由抗菌肽以及其他抗菌蛋白组成的体液中而形成第一道防线。
 
  1.1抗菌肽在维持黏膜微生态平衡中的作用
 
  黏膜系统与外界长期接触,其腔体形成了复杂的微生态环境,以猪肠道为例,其中微生物就有400多种,总浓度可以达到107cfu/cm2黏膜,因此黏膜需要一个维持微生态平衡和识别有害菌和常驻菌的机制。以肠道为例,一方面肠道采用隐窝结构将病原敏感区和非敏感区区别开,另一方面经过进化,常驻细菌会采用低毒脂多糖,不粘附以及易被捕获的特征机制与宿主和睦相处。
 
  抗菌肽在维持黏膜微生态平衡中起着重要作用,以肠道为例,首先它是维持隐窝低常驻细菌浓度的主要手段,如果有常驻微生物随机进入抗菌肽会将它清除,其次抗菌肽是清除有害微生物的主要手段,由于上面所述常驻微生物的特性——低毒脂多糖(其带电相对较少),当肠道菌体浓度升高时抗菌肽会优先吸附有害微生物(脂多糖带电量高)并将它杀灭,但是最终还是将整体菌体浓度降低至正常水平。
 
  1.2抗菌肽在诱导黏膜免疫反应中的作用
 
  抗菌肽在诱导黏膜免疫反应中的功能是具有两面性的,一方面它在病源微生物侵入机体时会刺激机体产生先天性免疫反应,但是另一方面它会抑制过度炎症反应,以保护机体免受伤害。
 
  抗菌肽通过招募免疫细胞达到促进免疫应答的目的,研究表明具有α螺旋结构抗菌肽可以募集T细胞,中性白细胞,具有β折叠结构抗菌肽可以募集树突状细胞,记忆T细胞,巨噬细胞,粒性白细胞和淋巴细胞。以肠道为例,当有害微生物侵入时,抗菌肽在杀灭微生物同时,会招募吞噬细胞吞噬细菌,刺激肥大细胞释放组胺,膨胀血管以释放更多的多形核白细胞,并诱导免疫细胞产生更多抗菌肽,这个过程会伴随急性炎症的发生。如果细菌没被彻底清除,抗菌肽又会参与下调炎症水平信号途径,同时修复伤口,刺激T细胞产生免疫反应,这个过程会伴随慢性炎症反应,在这些过程中抗菌肽主要起信号分子的作用,因此抗菌肽在黏膜免疫反应过程中是非常重要的。
 
  抗菌肽能通过降低过度炎症和败血症状的发生,以减少炎症对机体的损伤。抗菌肽一方面通过结合脂多糖,抑制了脂多糖与免疫细胞表面受体TLR结合,从而抑制相关的信号途径,比如过度炎症或败血症状等,另一方面抗菌肽会抑制巨噬细胞的氧化酶活性,较少它对机体的损伤。较抗生素而言,抗生素在杀死微生物同时会产生大量的脂多糖,但又不能清除,这将导致后期由脂多糖引起的各种免疫反应和败血症状。
 
  2抗菌肽对家禽的影响
 
  当前,我国在禽类疾病预防及控制方面仍处于劣势地位,刚过去不久的H7N9禽流感尤能说明这一问题,其主要是长期以来人们为了解决家禽养殖方面的问题滥用抗生素造成的。这种现状急需改善,而抗菌肽则具有许多潜力来改善传统家禽养殖方面的诸多问题。
 
  刘利茹等人在海兰盒仔公鸡中添加不同处理水平的天蚕素抗菌肽,结果表明各处理肠黏膜结构与对照组相比较完整,除十二指肠隐窝深度、空肠肌层厚度各处理之间无显著性差异(P>0.05)外,不同添加水平的抗菌肽组绒毛高度、黏膜厚度、肌层厚度均在一定程度上高于对照组,隐窝深度均在一定程度上低于对照组,抗菌肽添加量最多的一组效果最为显著(P<0.05)。Wang D等人将60只无特定病原体的一日龄鸡随机分为两组,一组用猪肠道抗菌肽进行处理,一组未经过抗菌肽处理的则作为对照,结果表明从处理后的第21天到第49天,较对照组而言,经过猪肠道抗菌肽处理的鸡十二指肠中的肥大细胞明显增加,同时在空肠和回肠中也得到同样的结果,用了猪肠道抗菌肽的鸡较对照相比其十二指肠,空肠和回肠中的上皮淋巴细胞也显著增加了,此外猪肠道抗菌肽提高了小鸡不同肠道段的分泌型IgA的表达。这些都说明了抗菌肽的确具有诱导禽类黏膜免疫反应的作用。2009年,Ohh S H研究表明了抗菌肽对肠道致病菌产生抑制或杀灭作用,这样在维持肉鸡体类肠道微生态平衡方面也起到一定作用,从而也会改善肉鸡的生长性能。A.van Dijk等人报道禽类的β-防御素是禽类呼吸道、肠道、泌尿生殖道黏膜表面的基础表达或诱导表达,它在禽类疾病防治中起着重要作用,这项报道通过对β-防御素组织特性表达、调控及生物学功能的阐述来说明β-防御素在今后禽流感防治方面是非常有潜力的。如果我们在后续的研究工作当中成功的开发出几种β-防御素作为饲料添加剂,或者通过转基因技术使这种抗菌肽在家禽体类得到高效表达,这样禽类疾病防治工作就又向前迈进了一步。Wang等人通过一项研究表明从野鸡中获得的一种抗菌肽CATH-1在稀释肉汤检测分析中呈现出对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的广谱杀菌作用,甚至对鼠伤寒沙门氏菌的多药耐药株DT104和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌都有抗菌活性。这些例子无一不说抗菌肽在家禽方面是非常有应用前景的,并且抗菌肽对家禽的大多常见致病菌都具有抑菌活性。
 
  3展望
 
  当前,细菌性感染和细菌性疾病呈上升趋势,耐药性细菌,如耐药性结核杆菌、大肠杆菌和被称为“超级细菌”耐甲氧西林金葡菌(MRSA)等对人和动物造成的危害日趋严重,这些大多数都是由于人们滥用抗生素或激素等药物造成的负面影响。行业人需要寻找一种新型的药物来替代目前市场上药物产品,通过对抗菌肽相关作用的概述以及一些实验研究实例证明,抗菌肽的确对家禽的常见致病菌具有强烈的抑制作用,并且对家禽的生长性能也有促进作用,如果大家在家禽饲料中长期添加抗菌肽,细菌不易获得耐药性,使用效果稳定,属无毒副作用、无残留、无致细菌耐药性的一类环保型饲料添加剂。

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