抗生素引发的药物残留[1]、环境污染[2-3]和微生物耐药性等问题日益严峻[4],我国已禁止在动物日粮中添加抗生素,并倡导养殖过程中减少抗生素的用量[5]。因此,寻找饲用抗生素替代产品尤为重要。宿主防御肽(HDPs)具有广谱抗菌活性,又称为抗菌肽(AMPs)[6],是一类具有抑制或杀灭病原微生物的活性多肽或小分子蛋白的总称,在饲料生产和畜禽养殖中已逐渐应用[7],是替代抗生素的重要物质[8]。文章通过总结抗菌肽生物学功能及其主要来源,综述目前抗菌肽在畜禽养殖中的应用成果,对抗菌肽在畜禽养殖中的进一步推广提供参考。1抗菌肽生物学功能1.1抗菌抗菌肽与细菌细胞质膜上脂质组分定向结合[9],降低细菌结构稳定性,具有靶向性[10],对宿主各类细胞均无毒副作用[11]。不同的抗菌肽对革兰氏阳性细菌和阴性细菌的作用强度存在差异[12],革兰氏阴性菌含独有的脂多糖,部分抗菌肽可以将脂多糖作为其靶向作用位点,使之解离[13]。抗菌肽对革兰氏阳性菌的抑制作用主要通过破坏该类型细菌酶对磷脂酰甘油的修饰作用,降低对阳离子抗菌药物抗药性[14]。刘倚帆等[15]通过最小抑菌浓度测试与联合药敏测试,研究牛乳铁蛋白、天蚕素A、金霉素和新霉素对大肠杆菌、猪霍乱沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等抗菌效应。结果表明,牛乳铁蛋白肽和天蚕素A联合使用,最小抑菌浓度分别是单独使用的1/4和1/8~1/4。抗菌肽可以有效抑制革兰氏阴性与阳性菌的增殖,联合使用效果更好。1.2抗病毒抗菌肽具有广谱抗菌作用[16]。抗菌肽对病毒的抑制作用分为两种途径:一种是抗菌肽与病毒竞争宿主细胞的结合位点,导致病毒无法与宿主细胞结合,降低病毒对宿舍细胞的感染概率[6,17];另一种是抗菌肽直接与病毒结合,影响其遗传物质的复制和病毒增殖,抑制病毒活性[18]。Li等[19]使用RNAi(RNA interference)技术分析南美对虾体内Toll4-Dorsal-AMPs信号通路对白斑综合征病毒的抑制,Toll4和Dorsal基因受到干扰,导致下游与抗菌肽分泌的基因表达下调,以致体内抗菌肽合成不足,引起对虾对该疾病的易感性。抗菌肽urumin可以特异性结合H1N1流感病毒血凝素蛋白的保守区域。李红梅等[20]使用分子对接和ELISA实验分析其中作用机制,认为urumin与His32、Asp19和Trp21等凝集素上的关键残基结合是其抑制H1N1硫苷病毒的关键。1.3抗寄生虫抗菌肽有效抑制寄生虫增殖[21-22]。Gwadz等[23]发现,铃蟾肽和天蚕素有效抑制疟原虫生长,多种抗菌肽被分离、鉴定具有抗寄生虫作用。Marxer等[24]将3种来自大黄蜂体内的抗菌肽Abaecin、Defensin、Hymenoptaecin按不同组合进行混合,结果表明,不同组合对不同类型的锥虫寄生虫的抑制效果不一致,组合抗菌肽比单一抗菌肽对寄生虫的抑制效果更好。Tonk等[25]测试来自大蜡螟、果蝇和绿蝇的10种抗菌肽,研究其对小鼠和猪体内恶行疟疾原虫的抑制作用,结果表明,10种抗菌肽在动物红细胞内均出现低溶血作用,仅果蝇的Mtk-1和Mtk-2抗菌肽在低浓度下显著抑制恶性疟疾原虫的生长。1.4免疫调节抗菌肽通过改变代谢通路影响促炎[26]和炎症反应[27],增强免疫细胞效应,增强机体对细胞内、外病原微生物的杀灭效果[28-30]。抗菌肽调节机体免疫活性可有以下8个途径[31]:调节炎症反应、促进免疫细胞趋化、增强机体对病原微生物的杀灭效果、加快免疫细胞分化、提高主动免疫能力、促进机体伤口愈合、调节机体自噬功能、参与细胞凋亡调控。刘辉等[32]研究鸡血抗菌肽CBAP对保育猪免疫调节的影响,结果表明,CBAP使保育猪平均日增重提高88 g/d,料肉比降低0.18;提高伪狂犬疫苗、口蹄疫疫苗的效价。Neshani等[33]利用石斑鱼体内的抗菌肽Epinecidin-1,研究黄色葡萄球菌和幽门螺旋杆菌的抑菌作用及除抗菌以外的功能,结果表明,Epinecidin-1具有抗菌、抗癌作用,促进伤口愈合及其他免疫调节功能。2抗菌肽在畜禽生产中的应用2.1抗菌肽在猪生产中的应用赵青海等[34]使用新型抗菌肽(肠杆菌肽)在仔猪商品饲料中替代土霉素钙,结果表明,500 g/t抗菌肽替代土霉素钙,断奶仔猪日增重、采食量和腹泻率均有显著改善。谢志彬等[35]在断奶仔猪日粮中分别添加0、0.1%、0.2%、0.3%抗菌肽,结果表明,0.2%、0.3%抗菌肽组仔猪的试验末重分别提高6.9%和8.8%;日增重分别提高10.4%和12.4%;料重比分别下降6.4%和5.7%;蓝耳病毒抗体效价分别提高46.5%和72%;甘油三酯分别提高10.9%和13.4%,体内免疫球蛋白含量分别有不同程度的提高。抗菌肽有助于提高仔猪生产性能和机体免疫能力。张董燕等[36]研究发现,在仔猪日粮中添加0.3%天蚕素,断奶仔猪平均日增重提高5.14%,料重比下降14.8%,显著提高粪便中大肠杆菌数量,血清中干扰素和免疫球蛋白A的含量显著提高。2.2抗菌肽在家禽生产中的应用马倩等[37]研究发现,在芦花鸡基础日粮中添加0.1 g/kg抗菌肽或0.1 kg抗菌肽+0.5亿个/kg酵母活菌,显著提高末重和平均日增重,显著减低料重比,说明该抗菌肽可以提高芦花鸡生产性能。王健[38]以抗菌肽Api-PR19为主要材料,为肉鸡无抗养殖做技术支撑,结果表明,Api-PR19对大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、巴氏杆菌、幽门螺旋杆菌和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度分别为0.2、0.4、0.1、0.8和1.6 mg/L;试验饲喂基础日粮、抗生素以及日粮中添加不同水平的抗菌肽,结果表明,抗菌肽显著降低肉鸡养殖的料肉比、降低21 d法氏囊指数、显著降低后期肉鸡盲肠中的大肠杆菌和空肠弯曲杆菌总量、提高流感亚型H9抗体水平,说明抗菌肽明显提高家禽生产性能和调节体内免疫。2.3抗菌肽在反刍动物生产中的应用部分抗菌肽通过调节免疫改善反刍动物机体健康和促进生产性能提高[39-40]。唐宇等[41]在奶牛基础日粮中分别添加不同水平的抗菌肽,结果表明,添加300、400 g/t抗菌肽乳蛋白含量显著提高;添加抗菌肽的奶牛产奶量均显著上升;添加抗菌肽组中鲜奶体细胞数均显著下降,添加400 g/t抗菌肽效果最好,说明抗菌肽有效提高奶牛生产性能、牛奶品质和改善奶牛乳房炎。许国洋等[42]在妊娠母羊中添加抗菌肽制剂,结果表明,抗菌肽组有效降低羔羊死亡率和提高0~30 d羔羊的平均日增重,说明抗菌肽主要以提高母羊的泌乳性能为主,对母羊的繁殖性能无显著影响。2.4抗菌肽在水产动物中的应用抗菌肽对水产动物生产性能和健康有重要作用[43-44]。刘康等[45]对中华鳖使用复合抗菌肽、抗生素、灭活疫苗,结果表明,灭活疫苗的效果显著,但作用途径单一;抗菌肽的预防效果无抗生素和疫苗的效果好,但不会产生耐药性与残留,认为抗菌肽值得在水产养殖中推广使用。吴一桂等[46]研究发现,在饲料中添加10~30 mg/kg抗菌肽可以显著提高黄颡鱼的过氧化氢酶的活性;添加量不超过60 mg/kg抗菌肽能够促进鱼的生长。闫春梅等[47]使用84 U/mL抗菌肽浸泡虹鳟仔鱼10次,浸泡第4 d,试验组免疫相关酶水平明显高于无肽组;浸泡第15 d,试验组免疫相关酶水平仍高于无肽组健康鱼,抗菌肽组虹鳟存活率高达95.1%。黄小红等[48]在草鱼日粮中添加不同剂量的天蚕素抗菌肽,结果显示,天蚕素抗菌肽可提高草鱼的增重率、特定生长率、饵料系数、肥满度及成活率,综合经济效益推荐添加量为500 mg/kg。王自蕊等[49]在湘云鲫养殖中同样发现,抗菌肽可以提高鱼的生产性能,能够增强其非特异性免疫性能和抗病力。3展望抗菌肽可以抑制微生物增殖,还可以改善机体内部免疫性能,具有极高的研究和应用价值。抗菌肽种类和功能较为丰富,但产量受限,未能在动物养殖中大规模使用。因此,抗菌肽的推广依赖高效生产及降低其在日粮中添加的使用成本。

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