抗菌肽作为饲料添加剂的研究

檀磊

（三门峡职业技术学院，河南三门峡 472000）

滥用抗生素以及耐药性问题在近些年来呈现日益加剧的趋势，所以有效防治细菌性疾病是当前畜牧和水产行业发展过程中的首要难题。近些年来，我国公共卫生隐患不断加剧，其根本原因是动物源性食品药物残留问题，由此可见研发高效且安全的新型饲料对传统添加抗生素进行替代具有重要意义。广谱抗菌性较高、种类较多、抗菌活性较高、无污染及无使用残留是抗菌肽的显著优势，与现阶段社会发展中畜禽食品质量安全的要求相符，是当前阶段对抗生素进行替代的新型绿色饲料添加剂。抗菌肽因其众多优势成为现阶段专家学者研究的重要课题和方向，已经被应用于畜牧业的生产领域，下面本文展开详细论述。

1 抗菌肽的分类和功能

1.1 分类

抗菌肽分类的方法相对较多，本文通过结构特征、氨基酸组成和抗菌肽来源进行的两种分类。按照结构特征可以具体分为伸展性螺旋结构类抗菌肽、含有α-螺旋结构的抗菌肽、β-折叠型抗菌肽、具有环链结构的抗菌肽四个种类；氨基酸组成和抗菌肽来源进行划分主要包含细菌抗菌肽、植物抗菌肽、两栖动物抗菌肽、昆虫抗菌肽以及哺乳动物抗菌肽等。

1.2 功能

有众多因素都会直接影响抗菌肽的活性，比如电荷量、序列数、疏水程度、双亲性、分子大小、结构及构象等。将其生物功能简单整理如下：

第一，杀伤细菌。众多研究已经证实了抗菌肽的抗菌活性，其具有杀菌速度快、抗菌广谱等特点。国内外相关报道内容显示抗菌肽可至少杀灭113种不同类型的细菌。

第二，杀伤真菌。将采用分离手段从蛙皮肤中获取的一种小分子肽称之为蛙皮素，其在预防和治疗革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌方面具有显著优势。有实践表明应用于真菌治疗中可发挥较强的作用[1]。蛙皮素属于细胞内源性杀菌多肽种类范围内，分离动物体内的吞噬细胞可对其进行获取，其延续所有抗菌肽抗菌性广谱的特征，应用于革兰氏阳性菌的治疗中也显著杀伤作用，因此可广泛应用部分真核细胞和真菌的治疗中。

第三，杀伤原虫与寄生虫。原虫蛙皮素具有非常强的杀伤作用，可将变形虫、四膜虫以及草履虫直接杀死。

第四，杀伤病毒。处于亚毒性浓度环境下时，风毒素与天蚕素可通过对病毒基因的有效遏制，达成良好抑制HIV-1病毒的增殖的目的。应用于疱疹病毒HSV-1和HSV-2的预防和治疗中，在爪蟾中提取的抗菌肽与它类抗菌肽相比作用更加显著，并且可直接作用至病毒被膜。

第五，杀伤癌细胞。有众多医学研究结果证实，抗菌肽在对癌症细胞株进行杀灭的过程中具有选择性，不仅可达成有效杀伤癌细胞的目的，而且不会影响正常哺乳动物细胞或者昆虫细胞。有专家认为，其此种选择性特征受细胞骨架的直接影响。目前有研究结果证实抗菌肽杀伤癌细胞的作用和使用剂量存在直接关系[2]。

2 抗菌肽作用机理

目前抗菌肽的研究已经趋于成熟，众多研究结果都表明因抗菌肽种类的不同其抑菌机制存在一定差异，当前阶段尚不具有可对抗菌肽作用机理进行完整解释的理论。但是绝大部分专家学者都认为质膜发生作用和物理方式是抗菌肽发挥作用的核心。

2.1 细胞膜电势依赖性通道的形成

研究结果显示[2]两亲性α-螺旋结构是大部分抗菌肽分子的结构共性，而且会携带一定量的正电荷，进而有效保障抗菌肽抑菌、杀菌作用。抗菌肽分子结构中的正电荷可利用静电吸引，并通过静电吸引使细菌质膜磷脂分子上的负电荷越发接近，膜内分子会随着两亲α-螺旋的插入进行位移，离子通道由此形成，严重影响细菌渗透压的平衡环境，造成细菌的死亡。

2.2 抑制细胞壁的形成

Sarcotoxin对细菌细胞壁的形成有积极的抑制作用，并且由姚朔影与刘先凯等人的研究结果进行证实。在抗菌肽的作用下细菌的正常形态无法维持，其生长也会受到较大阻碍，但是其无法作用已经形成的细胞壁。

2.3 对细胞呼吸的抑制作用

开展40μmol/L的Thanatin进行细菌处理的实验，抗菌肽作用短时间可降低细菌的呼吸作用，抗菌肽作用发挥超过6h后会细菌呼吸作用完全停止[3]。实验结果证实Thanatin有效抑制、有效杀菌的目的通过对细菌细胞呼吸作用的抑制达成。

2.4 分析抑制细胞外膜蛋白合成的作用

现阶段已经有研究对Attacins可有效干扰大肠杆菌细胞外模蛋白基因转路的理论进行证实，在Attacins的作用下有效降低了蛋白合成量并切实提高了细胞膜的通透率，以此发挥其对细菌生长的有效抑制作用。

2.5 影响病原体与肿瘤细胞染色体

研究表明，抗菌肽于肿瘤细胞染色体DNA和病原体都有断裂作用。抗菌其作用于体外培养的癌细胞时，可使其细胞膜上形成空洞，其内容物会发生外渗的情况，线粒体空泡化的现象发生[4]。此外，抗菌肽还具有对机体免疫机能有效调节的作用，由体液免疫方面对机体抵御疾病的能力进行提升。

3 抗菌肽在畜禽养殖产业的具体应用

3.1 应用于动物疾病预防

抗菌肽因自身特性和众多优势成为现阶段临床中代替抗生素使用的一种新型物质，可有效降低抗生素在临床中的使用率。马卫明等[5]人的研究结果表明猪小肠抗菌肽可抑制多种致病菌，但是其抑制作用存在一定差异。鸭盲肠微生物菌落数受到蚕抗菌肽-AD制剂的各类影响由陈晓生等人[6]进行了系统对比和分析，分析结果证实抗菌作用单一是金霉素的一大弊端，只能相对显著的抑制乳酸菌；对于抗菌肽而言而可显著抑制两种菌，所以，雏鸭肠道微生物菌群可利用抗菌肽达成平衡能力有效调节的目的。

3.2 提升动物生产性能

抗菌肽是一种新型高效的绿色饲料添加剂，当前阶段应用在畜牧生产业领域得到相对广泛的应用[7]。大量实践数据表明，饲料中添加抗菌肽，可在发挥抗菌作用的同时不对细菌的耐药性产生影响。此外，动物服用添加抗菌肽的饲料并不会产生残留，对畜禽身生产性能和畜禽产品品质的有效提升有十分积极的意义。温刘发[8]等人就粤黄鸡进行了相应的饲养实验，将抗菌肽添加在小鸡的饮用水中，不仅有利于推进小鸡的生长，而且可达成有效降低排泄物中氮含量的目的。汪以真等[9]研究证实（猪乳铁蛋白）抗菌肽可在调节微生态平衡的基础上推进有益菌的生长于动物的健康生长有十分积极的作用。此外，将抗菌肽对比抗生素，对比结果显示抗菌肽不仅可使得生产成本较大程度降低，而且于动物的生长有十分积极的意义，推动经济效益和社会效益的提升，我国畜牧和水产行业得以进一步发展。

4 抗菌肽作为添加剂的使用前景

畜牧业领域和水产业领域内疾病种类的增多，一定程度提升了抗生素滥用的概率，多种治病细菌耐药性增加的情况由此发生，甚至存在部分超级细菌抗生素治疗无效的现象。畜禽饲养过程中病原体变异情况存在一定的可能性，一旦病原体发生变异，会使得原本十分典型的临床症状变得不明显、不突出，原本已经得到良好控制的疾病在此大范围流行起来，新的病源也持续出现，会对经济发展造成非常严重的影响。

良好的抑菌和杀菌作用是抗菌肽的显著优势，将其作为饲料添加剂使用还可有效抑制饲料霉变的情况。畜禽对含有抗菌肽的饲料采食之后，不仅可调节其体内微生态的平衡状态，还可做到对其肠道内病菌的有效抑制，并且残留情况基本可以忽略不计，细菌的耐药性也不会因此增加。实践证实将抗菌肽添加在动物日粮中，不仅有利于动物生长性能的提升，而且可对其肠道功能进行改善，大幅度提升动物的抵抗能力，所以可将抗菌肽称之为目前可添加于饲料中的一种高效、优质抗生素替代品。抗菌肽饲料添加剂已经被国内外众多企业研发成功，并在畜牧生产行业进行实践应用，由此可见抗菌肽是具有较大应用潜能的一种绿色饲料添加剂。

此外，抗菌肽于生物医药领域中的应用前景也十分广阔，生产活动的革命性变革会由抗菌肽的应用引发，但是抗菌肽市场化的全面应用具有较大挑战。第一，生产成本高昂。通常情况下，动物机体内仅仅含有极少量的天然抗菌肽分子量，对其进行分离纯化的难度非常大；应用化学合成技术合成抗菌肽会大幅度提升生产成本，对于商品化需求，当前的技术水平无法进行充分满足。因此，需要致力于抗菌肽成本的降低和生产技术的提升。第二，抗菌肽安全性以及活性问题。目前，抗菌肽临床实践应用处于初始阶段，虽然基因工程抗菌肽和天然抗菌肽一级结构大致统一，但其空间对比的差异性非常大，目前还无法对其活性与天然产物完全一致的理念进行证实。此外，需要通过大量生物安全评估检测方法对抗菌肽的安全隐患进行测定，证实不具有安全隐患后才可大量投入生产和应用。实验结果表明在长期协同化作用下，部分病源微生物有进化出独特有效抗性机制的可能，虽然相比抗生素此种可能性要更小一些，但是对抗菌肽进行应用时还是需要严格把控计量，以达成对耐药性出现有效杜绝的目的[10]。近些年来，各国专家学者持续开展深入的抗菌肽研究，上述各项问题解决方法的找出只是时间问题，但是抗菌肽作为一种新型绿色饲料添加剂，在畜禽生产行业会有广泛的应用空间。

5 结语

食品药物残留是影响我国畜禽行业进一步发展的首要因素，所以必须对其进行解决。抗菌肽以其广谱抗菌性较高、抗菌活性较高、种类较多等众多优势受到众多专家学者的关注和重视，并将其用作饲料添加剂。由现阶段的实践应用效果来看，饲料中添加抗菌肽可显著提升动物抵抗细菌侵害的能力，对其健康生长有十分积极的作用。但是，抗菌肽在作为饲料添加剂应用的过程中还具有较多挑战，专家学者需要持续致力于其抑菌、杀菌机理的研究，抗菌肽的优势和作用。