噬菌体在白羽肉鸡绿色养殖中的应用

杜新永 吴赞峰

中图分类号：S859.79        文献标识码：A        文章编号：1673-1085（2021）5-0032-05

随着抗生素滥用及细菌耐药性增强，噬菌体作为一种可以（部分）替代抗生素的生物杀菌剂受到越来越多的关注。在白羽肉鸡养殖实践中，大肠杆菌、沙门氏菌是检出率较高的两大类病原菌（2020年肉鸡检出率分别是93.1%和53.0%）。通过大群实践证明，肉鸡养殖实践中，噬菌体比抗生素具有使用优势的场景包括：①病原菌有较高的耐药性，普通抗生素无法起效;②反复感染，抗生素耐药性增强;③养殖动物肝肾受损，无法代谢抗生素的场景。2020年，青岛润达生物科技有限公司全部134组大群实验结果中，客户满意度达到71.6%。总而言之，噬菌体在白羽肉鸡养殖过程中，可以（部分）替代抗生素，实现肉鸡绿色养殖。

1  噬菌体的发现及其应用

噬菌体（bacteriophage， phage）是感染细菌、

真菌、藻类、放线菌或螺旋体等微生物的病毒的总称，因部分能引起宿主菌的裂解，故称为噬菌体。100年前（Frederick， 1915; Felix dHerelle， 1917）被发现时，就已经形成了共同的结论：噬菌体是地球上的古老生物之一，其存在之久、之广泛，远超人们的想象！

噬菌体发现之初，科学家们就注意到了其杀菌能力，以及用噬菌体预防或治疗细菌性病毒的应用潜力。20世纪20～30年代，德赫雷尔在巴黎巴斯德研究所试图用噬菌体进行细菌性感染的治疗。因为当时分子生物学知识的欠缺，治疗效果不确切。同时随着抗生素的发明，噬菌体治疗逐渐被边缘化。但前苏联、格鲁吉亚和美国等多地分别开始了噬菌体治疗的实验基础。最初的噬菌体治疗范围包括：外伤（烧伤）皮肤的铜绿假单胞菌防治;腹泻类的志贺菌感染等。

随着抗生素滥用导致细菌耐药性越来越严重，噬菌体治疗因其作用机理与抗生素不同，成为了替代或部分替代抗生素预防或治疗细菌性感染的首选目标。包括中国在内，科学家们在人类医疗、畜禽、水产养殖、经济作用种植等方面，均有较大规模的应用案例。

2  噬菌体与抗生素在细菌病治疗方面的比较

噬菌体与抗生素杀菌机理不同，简单来说，抗生素通过干扰细菌细胞壁、蛋白质、核酸等正常代谢，导致细菌在分裂过程中，因不能正常合成新的子代细胞而死亡;而噬菌体通过侵染细菌，将自身的遗传物质注入到细菌体内，借助细胞的生命系统完成自己的生理过程，最终裂解细菌（亲代）而杀死细菌。因此，噬菌体杀菌效果比抗生素快，表现在临床应用中，起效更快，效果更确切。

细菌形成各种耐药性机制，针对抗生素的治疗，包括修饰抗生素、降解抗生素、将胞内抗生素泵出体外等方案;而噬菌体与抗生素作用机理不同，因此，对抗生素的耐受菌，对噬菌体敏感。与此同时，细菌对噬菌体也有类似于抗生素耐受的抗性，包括修饰细胞壁受体、形成荚膜或多糖基质阻碍噬菌体吸附、噬菌体核酸泵出系统、流产系统等。在细菌与噬菌体的共进化过程中，噬菌体也会通过自我的生物进化，对抗细菌的各种抗性系统，与抗生素的化学不变性有着明显的区别。噬菌体与抗生素杀菌异同点见表1。

3  噬菌体治疗的特点

噬菌体作为生物制剂，与抗生素相比有着比较明显的特点，其优点包括：①起效快：2～4 h有效杀灭病原菌，缓解/消除症状，

改善养殖动物的精神状态;②环境友好：无残留、无污染、不形成超级细菌，“鸡尾酒”复合疗法：针对多种病原菌;③可以进入血液循环，净化体内病原菌;④作为活的生物，噬菌体对粪便中病原菌有一定的净化作用。

噬菌体用于细菌性疾病治疗的缺点包括：①仅限于细菌性疾病的防治;②噬菌体是生物活性制剂，在贮藏、运输过程中，活性可能会有损失;③噬菌体与细菌之间的寄生关系特异强，缺乏广谱性，需要生产厂家对客户进行“定制服务”。

根据青岛润达生物有限公司在肉鸡养殖场推广噬菌体的实践，与抗生素相比，噬菌体比较有优势的应用场景包括：①病原菌有较高的耐药性，普通抗生素无法起效的场景;②养殖动物反复感染，抗生素耐药性增强的场景;③养殖动物肝肾受损，无法代谢抗生素的场景。上述场景中使用噬菌体产品，控制细菌性病害的效果要明显优于抗生素治疗。噬菌体电镜图见图1。

4  禽类病料检测中细菌检出情况

根据青岛润达生物工程有限公司提供的数据，2020年共处理肉鸡（包括白羽肉鸡、黄鸡、817等品种）病料1308份，其中大肠杆菌检出率为93.3%，沙门氏菌检出率51.0%。青岛润达生物2020年对不同肉鸡品种的病原细菌检测情况见表1，不同季度大肠杆菌、沙门氏菌检出结果见图2 A和B。

图2展示的是2020年4个季度的细菌检出数目，不同时期送检量不同，但是细菌病的检出率均很高。因此，使用噬菌体保障肉鸡绿色养殖非常有必要。

5  噬菌体大群实验结果

为了验证噬菌体在白羽肉鸡养殖过程中对死淘率的控制，青岛润达生物科技有限公司在烟台某鸡场进行了噬菌体与抗生素的对比实验。其中，1号舍为对照组;2～4号舍为实验组（其中，3号舍噬菌体用量为0.3 mL/只鸡;2号舍、

4号舍均为0.5 mL/只鸡），5号舍采用抗生素治疗方案。

经过7 d的治疗，分别统计使用前3 d与使用（含当天）后4d的平均死淘情况，结果见图3。其中，4号鸡舍死淘率较高，与2号鸡舍平均之后，使用前的死淘统计数据为15.3只鸡/d，使用后为19.4只鸡/d，即没有降低死淘效果;3号鸡舍死淘下降最为明显，从30只/d降到16只/d，优于抗生素的治疗组（14只/d降至11.2只/d）。总体来说，噬菌体治疗细菌性感染有一定的效果，但本组实验说明噬菌体治疗的量效关系不明显。

使用噬菌体后，鸡群状态得到明显改善，精神状态，呼吸道症状，鸡群粪便都明显优于抗生素组。而且，对死淘肉鸡进行解剖，观察其中包心包肝的发生率，可以清楚地看出，使用噬菌体治疗能够有效地降低白羽肉鸡的包心包肝发生率，见图4。

综合分析青岛润达生物科技有限公司在2020年得出的134组噬菌体大群实验结果，根据养殖户反馈的结果，成功案例达71.6%（见图5）。其中，客戶主要关注点为降低死淘率、改善过料情况、出栏体重、料肉比等指标，客户满意是指效果明显，客户认可相关产品，并在后续主动购买相关产品。客户不满意是指不认同实验效果，拒绝购买相关产品。其中，部分客户提出产品定制要求，但表示结果不满意，图5未展示出相关数据。

6  结语

噬菌体作为一种古老的生物，在亿万年的进化过程中，与细菌的共进化关系从未停止过。而动物作为进化层次较高的生物，早已注意到了这两者的关系，并且选择性地将噬菌体作为天然的细菌“克星”在体内存留。比如，有报道称在人类的肺部发现了能够裂解肺炎克雷伯菌的噬菌体。青岛润达生物科技有限公司通过近几年的生产、产品推广实践，证明噬菌体是能够替代（或部分替代）抗生素控制肉鸡养殖过程中的生物制剂，能够确保实现白羽肉鸡的绿色养殖。