抗菌肽对猪肠道菌群的影响

◆作者：杜新府 刘保国 杭柏林＊ 陈文杰 宁春妹

抗生素对人与动物的健康作出了重要贡献。但是，抗生素可破坏宿主肠道微生态平衡、残留在畜产品中、诱导病菌产生耐药性、污染环境，进而对人和动物的健康造成严重威胁。因此，必须选择抗生素替代品。抗菌肽(Antimicrobial peptides，AMPs)是宿主先天免疫系统的重要组成部分，也可人工设计、合成而获得，是抵抗外源病原微生物感染的重要防线。因具有抗菌活性高、抗菌谱广、对宿主毒性低和不易诱导细菌形成耐药性等特性，抗菌肽被认为是较好的抗生素替代品。健康动物肠道菌群中的微生物在营养、免疫和疾病预防等方面具有重要作用。这些肠道菌群对维护宿主健康具有重要作用（吴泽昂等，2019）。猪是我国重要的肉类食品来源动物，猪的健康影响到我国的食品安全。因此，本文主要简述了抗菌肽应用对猪肠道菌群方面的影响，旨在为抗菌肽在养猪生产中的应用提供参考。

1 抗菌肽单体对猪肠道菌群的影响

抗菌肽单体是指只有一种抗菌肽的化合物。汪以真等（2004）在断奶仔猪的日粮中添加重组的猪乳铁蛋白，结果肠道中致病性大肠杆菌和沙门菌的数量降低了(P＜0.05)，有益菌中乳酸菌和双歧杆菌的数量增加了(P＜0.05)。Wang 等（2007）在断奶仔猪日粮中添加抗菌肽乳铁蛋白(LF)，结果小肠中大肠杆菌和沙门菌的数量降低了 (P＜0.05)，而乳酸杆菌和双歧杆菌的数量增加了(P＜0.05)。卢俊鑫等（2014）将抗菌肽PR39 添加到断奶仔猪日粮中，结果盲肠、直肠、结肠中大肠杆菌的数量降低了(P＜0.05)，有益菌中双歧杆菌的数量稍微提高了。李登云等（2017）在育肥猪日粮中添加蛙皮素抗菌肽Dermaseptin-M，结果十二指肠中大肠杆菌的数量降低了(P＜0.05)，乳酸菌的数量增加了 (P＜0.05)。张董燕等（2011）在断奶仔猪日粮中添加天蚕素抗菌肽，结果粪便中大肠杆菌的数量降低了 (P＜0.05)，乳酸菌的数量增加了(P＞0.05)。白建勇等（2015）在发酵床饲养仔猪日粮中添加抗菌肽，结果盲肠中细菌总数降低了 (P＞0.05)，大肠杆菌的数量降低了 (P＜0.05)，芽孢杆菌的数量降低极微(P＞0.05)，乳酸杆菌的数量稍微增加(P＞0.05)。易宏波（2016）对断奶仔猪腹腔注射抗菌肽CWA，结果粪便中大肠杆菌的数量降低了(P＜0.05)，乳酸杆菌的数量增加了 (P＜0.05)。李延（2015）在断奶仔猪日粮中添加重组菌丝霉素抗菌肽Ple，结果回肠食糜中双歧杆菌的数量显著增加了(P＜0.05)。这些研究结果表明，抗菌肽单体可降低猪肠道中大肠杆菌、沙门菌等细菌的数量，增加猪肠道中双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的数量。

但是，也有少数研究报道，抗菌肽能降低猪肠道中双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的数量。张勇军在杂交仔猪日粮中添加天蚕素抗菌肽，结果降低了肠道中大肠杆菌(P＜0.05)和有益菌中的双歧杆菌(P＜0.05)和乳酸杆菌(P＞0.05)的数量。

2 复合抗菌肽对猪肠道菌群的影响

复合抗菌肽是指由两种及其以上数量的抗菌肽组成的复合物。陈张华等（2017）在断奶仔猪日粮中添加猪源防御素和海鞘抗菌肽组成的复合物，结果肠道中大肠杆菌的数量降低了(P＜0.01)，有益菌中乳酸杆菌的数量增加了 (P＜0.01)。姜文等（2016）在断奶仔猪日粮中添加抗菌肽复合物(一种37 个氨基酸的猪源防御素和一种40 个氨基酸的苍蝇源抗菌肽)，结果增加了直肠有益菌中双歧杆菌和乳酸杆菌的数量增加了 (P＜0.05)，结肠和直肠中大肠杆菌的数量降低了(P＜0.05)。Shi 等在断奶仔猪日粮中添加复合抗菌肽 (一种家蝇幼虫抗菌肽和一种猪源防御素)，结果粪便中乳酸杆菌和双歧杆菌的数量增加了 (P＜0.05)，大肠杆菌的数量降低了(P＜0.05)。这些研究结果表明，复合抗菌肽可降低猪肠道中大肠杆菌等细菌的数量，增加猪肠道中双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的数量。

3 抗菌肽与益生菌的复合物对猪肠道菌群的影响

抗菌肽与益生菌组成的复合物对猪肠道菌群也产生一些影响。李平等（2019）在断奶仔猪日粮中添加天蚕素类抗菌肽和枯草芽孢杆菌组成的复合物，结果粪便中大肠杆菌 (P＜0.05)、厌氧菌(P＞0.05)和梭菌(P＞0.05)的数量均降低了，回肠中厌氧菌、大肠杆菌和梭菌的数量均降低了(P＞0.05)，盲肠中厌氧菌(P＜0.05)、大肠杆菌(P＜0.05)和梭菌(P＞0.05)的数量均降低了。朱宇旌等（2016）在断奶仔猪日粮中添加抗菌肽(猪防御素和蝇蛆杀菌肽)与枯草芽孢杆菌组成的复合物、抗菌肽天蚕素与枯草芽孢杆菌组成的复合物，结果粪便中大肠杆菌的数量均降低了(P＜0.05)，乳酸杆菌和双歧杆菌的数量均增加了(P＜0.05)。这些研究结果表明，抗菌肽与益生菌的复合物可降低猪肠道中大肠杆菌等细菌的数量，增加猪肠道中双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的数量。

4 抗菌肽对猪肠道微生物多样性的影响

肠道菌群是由很多种不同微生物构成的，有着多样性的特征。侯振平等（2011）将乳铁蛋白素B和天蚕素P1 分别添加到断奶仔猪日粮中，然后再用大肠杆菌饲喂，结果各组猪肠道微生物区系的多样性差异不显著，但看变化趋势，两种抗菌肽有利于保护肠道内有益微生物，维持微生物区系的相对平衡，且天蚕素P1 的效果优于乳铁蛋白素B。白建勇（2015）在发酵床饲养断奶仔猪日粮中添加抗菌肽，结果回肠微生物多样性指数提高了 (P＜0.05)，盲肠微生物DGGE 图谱条带数比对照组显著降低了(P＜0.05)。这两个研究的结果有所不同，前者的结果说明抗菌肽对猪肠道微生物多样性的影响不大，而后者说明抗菌肽能丰富猪回肠的微生物多样性，但降低猪盲肠的微生物多样性。这可能与抗菌肽的种类和用量用法、猪的饲养方式、分析的部位等的差异有关。

5 抗菌肽对攻毒猪肠道菌群的影响

攻毒后，肠道菌群会发生紊乱，再应用抗菌肽，可判定抗菌肽是否具有治疗作用和恢复肠道正常菌群的作用。Wu 等（2012）在大肠杆菌攻毒断奶仔猪的日粮中添加天蚕素AD，结果盲肠中大肠杆菌的数量降低了(P＜0.05)，有益菌中乳酸杆菌的数量增加了(P＜0.05)。这个研究表明，抗菌肽对细菌性疾病患猪的肠道微生物区系具有恢复或改善作用。

6 抗菌脂肽对猪肠道菌群的影响

抗菌脂肽是含有脂键的抗菌肽类物质。都海明等在杂交仔猪基础日粮中添加抗菌脂肽的复合物 (主要活性成分是surfactin、fengycin 和其同系物)，结果直肠中大肠杆菌和乳酸杆菌的数量降低了(P＜0.05)。范少本（2016）在断奶仔猪日粮中添加抗菌脂肽Surfactin，结果盲肠和直肠中大肠杆菌的数量降低了(P＜0.05)，有益菌中乳酸杆菌的数量增加了(P＜0.05)。这两个研究的结果表明，抗菌脂肽可降低猪肠道中大肠杆菌的数量，但在乳酸杆菌等有益菌上出现了相反的结果。这可能与抗菌脂肽复合物的抑菌活性比抗菌脂单体更强有关。

7 结语

宿主肠道菌群中绝大数微生物对宿主是有利的。抗菌肽的抗菌谱比较广，对有害菌和有益菌均有抑制作用。张炜等（2019）发现，抗菌肽BSN-37 在体外对人用微生态制剂“妈咪爱”中的枯草芽孢杆菌具有抑制活性。但是，也有关于抗菌肽对正常菌群没有抑制作用、某些抗菌肽促进有益菌增殖的相关报道。刘倚帆（2013）报道，Protegrin-1(PG-1)、PMAP-23、Porcine Lactoferricin(LfcinP)、Cathelicidin-BF (C-BF)、cecropin A (CA)、cecropin P1(CP1)、Plastrin-OG1 (P-OG1)、LfcinB、indolicidin (IN) 和 LL-37等抗菌肽对嗜酸乳杆菌和双歧杆菌没有抑制作用。郭礼荣等（2013）认为，抗菌肽能抑制病原微生物在肠道中繁殖定居，促进肠道尽快建立微生物菌群。李晓颖等（2014） 发现，抗菌肽CEC-38 能显著增加小鼠肠道中有益菌的数量，降低致病菌的数量。肖发沂等（2019）在断奶仔猪日粮中添加抗菌肽 (多肽菌素S100)，发现仔猪胃肠道 pH 值有降低趋势。李延在断奶仔猪日粮中添加重组菌丝霉素抗菌肽Ple，结果结肠食糜pH 值显著下降，并认为抗菌肽Ple 能维持肠道微生物区系，从而改善肠道健康。一般讲，致病菌适宜在偏碱性的环境中生存，而有益菌适宜在偏酸性的环境中生存。因此，总体认为，抗菌肽应用后，猪肠道pH 降低，不利于致病菌生长，从而表现出有益菌数量增加，致病菌数量降低。

但是，为什么研究结果不一致呢？正如同抗生素替代物的益生菌一样，益生菌功效的发挥具有菌株和人群的特异性，即因为菌株和人群的差异，益生菌的功效也有差异，甚至相反的结果。抗菌肽对猪肠道菌群影响存在差异的原因可能较多，可能与抗菌肽的种类、结构和氨基酸构成等特性，抗菌肽使用的时间长短、方法和对象，以及宿主及其环境等等因素有关。其中，抗菌肽种类可能是一种重要的影响因素。抗菌肽可由宿主的某些基因编码产生，可称之为体内内源性抗菌肽。体内某些蛋白通过某种机制降解后形成的某些肽段具有抗菌活性，可称之为体内降解性抗菌肽。根据抗菌肽的构效关系，可进行人工设计多肽，合成后验证其抗菌活性，此类有抗菌活性的多肽可称之为体外设计性抗菌肽。体内抗菌肽来自宿主本身，是经过长期进化、相互选择而形成的，其可能对有益菌没有抑制作用，而体外抗菌肽不是宿主本身产生的，没有经过进化和相互选择，可能其不能区分有益菌和有害菌。但是，究竟是何种原因，还须进行深入研究。

参考文献：（略）