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      抗菌肽在飼料中應用的優勢
      欄目:關于抗菌肽 發布時間:2018-07-31
      關于食品安全和耐藥性問題,抗菌肽是替代抗生素的首選
      作者:詹士賢,Rommanee Thammasena,鄭惠麗,張佳,李向清

      [摘要]食品安全與耐藥性是近年來多方關注的熱門議題,為了防止畜禽養殖過程中濫用抗生素導致的耐藥性問題擴散到人類身上,越來越多的抗生素被禁止在動物養殖中使用。預計未來幾年還會有更多的抗生素被禁用,多種抗生素替代產品也次第出現,而抗菌肽是其中具有極大潛力的替代物之一。本文將對抗菌肽在飼料中應用的優勢加以探討。

      [關鍵詞]抗生素、抗菌肽、免疫抑制

      自硫酸黏桿菌素禁用以來,飼料廠針對抗革蘭氏陰性菌的藥物非常有限,大多使用一些廣譜抗菌藥物,如金霉素、土霉素鈣等。金霉菌由于使用得早且使用量大所以抗藥性較高,土霉素鈣對陰性菌的抑制效果比金霉素更強,可有效替代硫酸黏桿菌素,但普遍存在氣味不佳影響采食量的問題。喹乙醇主要針對革蘭氏陰性菌,但只能使用于體重小于35kg的乳仔豬且非常容易殘留。在農業
      部發布的《全國遏制動物源細菌耐藥性行動計劃(2017—2020年)》[1]中也提及將開展促生長人獸共用抗菌藥物風險評估工作,如金霉素、黃霉素及喹乙醇到2020年形成逐步退出方案。更有許多飼料廠未雨綢繆在幾年前已經開展無抗飼料的開發工作。

      若要開展無抗飼糧則必須開拓思路,而不應只考量到抗生素的取代,更全面的思路應該考慮如何提高養殖動物的健康度。比如,養殖現場經常因應激、霉菌毒素、病毒、抗生素濫用等問題導致免疫抑制,在機體免疫力差時,即使用了好的疫苗依然存在抗體滴度不達標、整齊度不佳的問題,一旦外界病原濃度高就導致疾病高發。而在疾病高發的情況下,不論終端養殖場或飼料廠都很難減少對抗生素的依賴。所以,好的替抗產品除了應具有抗菌活性外,還應具有免疫調節的功能,才能從根本上解決問題。除此之外,我們還應思考無抗日糧的開發還能額外解決哪些會導致健康度下降的問題?解決霉菌毒素污染、提高抗應激能力及解決免疫抑制,甚至是提高組織修復功能,這些都應在開發無抗日糧中予以額外關注。目前已有部分有條件的飼料廠家開展托管模式,真正從飼養管理、防疫、消毒、營養調配等多方面進行更全面的介入。

      在諸多替抗產品中,抗菌肽具有較為全面的功能,目前已知的抗菌肽基因序列約有五千多種,分子量約為2000-7000道爾頓,大多具有安全、穩定性高、廣譜抗菌、抗病毒及真菌的能力。這類多肽一般帶有正電荷且同時具有疏水及親水基,使其能夠溶于水溶液亦能夠進入病原微生物的脂多醣膜,進入胞膜后再經由不同機制殺滅微生物??咕囊榔浣Y構可分為多種類型,其中Cathelicidin及defensin(防御素)為主要的類型??咕某丝咕芰娨酝?,亦顯示出其可通過免疫受體依賴性與對主動免疫的調控達到促進生長性能的作用以及其他重要的功能如血管再生、創傷復原等。




      抗菌肽在不同部位可產生不同的效果(圖1),包括抗菌、免疫調節、組織修復等,所以,當應用到飼料中時,抗菌肽可發揮較全面的功效而不僅只是替代抗生素的抗菌功能。


        1、抗菌肽在飼料中使用的優勢  

      1.1抗菌方面

      抗菌肽有著不同于抗生素的獨特的抗菌機理,所以目前未發現抗藥性的問題,其作用機制與酶或受體等蛋白因子無關,抗菌肽主要是造成胞膜的機械性破壞,這與其所帶的正電荷和多肽結構有關??咕乃鶐У恼姾墒蛊淠芘c細菌、病毒、真菌、和原生動物脂質膜表面的陰離子成分互相吸引,這種靜電吸引作用使得抗菌肽能與目標細胞膜非特異性結合并進一步進行機械性破壞造成孔洞,進而弱化病原微生物,所以即便添加低劑量的抗菌肽不足以殺滅病原菌,但對飼料廠使用合規劑量的抗生素或其他抗菌物質皆能有加成的效果(圖2)。



      另外較為特殊的一點是抗菌肽可以選擇性的殺滅病原微生物,對益生菌不會有影響。病原微生物膜表面極性較益生菌強,故抗菌肽會優先并主動殺滅病原微生物,腸道中的一些益生菌可借助特殊的基因編碼改變細菌細胞膜中的脂多醣以避免抗菌肽對其造成傷害。這樣的特性亦解決了許多飼料廠所考量的在飼料中添加抗菌物質是否會影響益生菌活性這一問題。

      目前有許多文獻皆論證了抗菌肽完全替代抗生素的可能性,結果均顯示確實有可能完全取代抗生素,只是若完全替代抗生素其成本相對較高,加之,當前國內養殖水平參差不齊,這也是要考量的因素,所以,就目前而言若部分替代抗生素,抗菌肽產品將是一個很好的選擇。

      1.2免疫調節方面

      雖然早期科學家認為抗菌肽是低等生物(如植物、昆蟲、兩棲類動物)的重要免疫防御成分,但現在也逐步意識到這種特定的分子也是哺乳動物免疫應答的重要組成部分??咕目梢蕴岣呔奘燃毎淌苫钚约罢{節炎癥反應,并通過趨化作用刺激單核細胞和嗜中性粒細胞、促進肥大細胞組織胺的釋放及抑制組織蛋白酶等路徑,從而調節機體免疫恢復正常功能。

      實際上抗菌肽最主要的功能應該是體現在免疫調節方面,目前養殖現場疾病高發,其中一個主要的原因就是免疫抑制的問題,養殖現場經??砂l現抗體滴度不達標、整齊度不佳的問題,對養殖場的生物安全造成很大的隱患。而近期許多文獻中可發現抗菌肽不論在家禽或家畜應用中均對抗體滴度與整齊度的提高有幫助,可大幅提升養殖場生物安全并解決免疫抑制的問題。以羅曼褐雞接種IBD疫苗并飼喂抗菌肽,結果顯示可顯著提升血漿中IgG和IgM的含量并提高IBD抗體滴度,此外,也有研究結果顯示日糧中添加抗菌肽可顯著提升豬瘟抗體滴度并提高整齊度。

      1.3組織修復方面

      抗菌肽能促進角質細胞增殖和誘導血管再生,亦可加速表皮層的纖維母細胞合成黏蛋白聚糖syndecan-1和syndecan-4。這些黏結蛋白聚糖由附著于細胞膜的核心蛋白組成,在細胞膜表面分布有3-5個能與細胞外界環境互作的粘多糖側鏈,其中,粘多糖對于活化生長因子是必須的。

      動物在遭受應激、營養或疾病等變化時,往往會導致小腸表面的粘膜層損傷,此時病原微生物及毒素就更容易通過腸道散布全身,引起其他部位的疾病并造成后期生長速度遲緩,這時抗菌肽所能發揮的組織修復功能就顯得至關重要。溫氏集團標準試驗場以三黃雞進行的試驗發現抗生素處理組會導致腸道黏膜受損,而抗菌肽添加組與空白組皆有較淺的隱窩深度及較長的絨毛長度(圖3),另外抗菌肽添加組其H9抗體滴度顯著提高且有較佳的生長性能及存活率,并對腸道健康有顯著的幫助。



        2、 抗菌肽目前存在的問題  

      2.1 抗菌肽目前尚無批文,所以大多廠家以枯草芽胞桿菌或酵母蛋白等批文進行銷售,這也造成魚目混珠的廠家很多,所以在選擇抗菌肽產品時可了解該公司資質及專利以了解其工藝水平。

      2.2檢測方法不夠精準:關于抗菌肽的檢測,目前許多廠家僅提供標準品檢測,而在銷售的產品中無法進行直接精確檢測。能提供檢測方案并由第三方單位檢測出來的廠家極少。

       3、結論  
      抗菌肽具有抗菌、免疫調節、組織修復等功能,還具有安全、穩定的特性。其中產朊假絲酵母表達的抗菌肽,可額外提高抗應激的能力,因為其在發酵過程中會產生有益的代謝產物如谷胱甘肽等,這些物質對緩解應激及提高抗應激能力方面有不錯的效果??咕牡膹秃瞎π︷B殖場整體生產水平的提高與生物安全的幫助是較為全面的,因此,在后抗生素時期,抗菌肽可以說是一種很好的替抗產品,只是選擇抗菌肽時一定要謹慎,應從檢測方法、資質專利、安全性、穩定性、檢測報告乃至現場驗證等方面綜合考量評估。


        本篇重點摘錄  

      抗菌肽在飼料中應用的優勢包括:

      1.抗菌方面:其一,選擇性殺滅病原微生物,對益生菌不會有影響。其二,即便低劑量的抗菌肽不足以殺滅病原菌,但對飼料廠使用合規劑量的抗生素或其他抗菌物質皆有加成效果。

      2. 解決養殖場普遍存在的免疫抑制問題

      3. 組織修復功能強大,有效提高腸道健康
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