青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院 胡 靜 林英庭＊

抗菌肽又稱抗菌生物肽，是生物體產(chǎn)生的一種具有強(qiáng)抗菌作用的陽離子多肽，相對分子質(zhì)量為2000～7000，由20～60個氨基酸殘基組成。這類活性多肽具有分子質(zhì)量小、熱穩(wěn)定性好、水溶性好、抗菌譜廣等特點(diǎn)，是動物宿主先天性非特異防御體系的一個重要組成部分?？咕牟粌H對多重耐藥菌具有殺傷作用，還能抑殺真菌、寄生蟲、病毒以及腫瘤細(xì)胞，且對正常細(xì)胞毒性較小。本文就抗菌肽的分類、作用機(jī)理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用作一綜述。

1 抗菌肽的分類

抗菌肽可以根據(jù)其來源、結(jié)構(gòu)特征、組成等進(jìn)行分類。根據(jù)來源可分為昆蟲抗菌肽，如天蠶素（cecropins）、昆蟲防御素（insect defensins）等；水產(chǎn)動物抗菌肽，如貽貝素（mytilins）、貽貝肽（myticins）等；兩棲類抗菌肽，如蛙肽、爪蛙肽等；哺乳動物防御素，如牛β防御素（BND）等；植物抗菌肽，如硫素（thionin）、脂轉(zhuǎn)移蛋白（lipid transfer proteins）等；微生物抗菌肽，如桿菌肽（bacitracin）類等；人類源抗菌肽，如人源防御素LL-37等；人工合成抗菌肽等。根據(jù)其組成不同可分為富含半胱氨酸殘基的防御素（defensin）、富含脯氨酸殘基的蛙皮素（magainin）、富含甘氨酸殘基的蜂毒素（melittin）、殺菌肽（cecropin）等。 根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為帶有α螺旋結(jié)構(gòu)的線性肽，如cecropin；β-折疊抗菌肽，如植物防御素γ-2-purothionin；具有環(huán)形結(jié)構(gòu)的肽，如subtilosin A；帶有一個或多個占主導(dǎo)地位氨基酸的線性肽。根據(jù)作用功能不同可分為抗細(xì)菌肽、抗真菌肽、抗腫瘤肽、抗細(xì)菌兼抗真菌肽、抗微生物兼抗腫瘤肽 （梁永利，2006；Lai等，2002；AHolak 等，1988；Steinerh 等，1981）。

2 抗菌肽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

迄今為止，已經(jīng)研究報道的抗菌肽超過1500種，其一級結(jié)構(gòu)有很大差別，其來源、結(jié)構(gòu)、抗菌譜等也都不盡相同，但大多數(shù)抗菌肽均是由30多個氨基酸殘基組成的堿性小分子，具有α-螺旋或β-折疊。另外，多數(shù)抗菌肽的氨基酸N端富含賴氨酸和精氨酸等陽離子型氨基酸以及大于30%的疏水性氨基酸，并帶有2～7個的正電荷，等電點(diǎn)大于7。大多數(shù)抗菌肽在特定位置均有一些較保守的氨基酸殘基，這些高度保守的氨基酸殘基保證了抗菌肽分子的抗菌活性。此外，部分抗菌肽還具有抵抗胰蛋白酶或胃蛋白酶水解的能力 （黎觀紅等，2011；王典等，2010；侯曉姝等，2009；于健等，2004）。

3 抗菌肽的作用機(jī)理

自從抗菌肽被發(fā)現(xiàn)以來，學(xué)者們對其作用機(jī)理進(jìn)行了大量研究，其中胞膜攻擊機(jī)理論得到較多認(rèn)可。該理論可能的作用機(jī)制為抗菌肽分子上的正電荷與細(xì)菌質(zhì)膜磷脂分子上的負(fù)電荷發(fā)生靜電反應(yīng)，同時抗菌肽的疏水端和兩親性α-螺旋結(jié)構(gòu)破壞了脂質(zhì)雙層原有的有序結(jié)構(gòu)，最后多個抗菌肽分子間通過相互位移而聚合形成跨膜離子通道，引起細(xì)胞內(nèi)容物大量溢出，細(xì)菌不能維持正常滲透壓而死亡（劉莉如和王曉霞，2012；劉誠等，2011）。

抗菌肽只對原核生物細(xì)胞和真核生物病變細(xì)胞有抗菌作用，對正常的真核生物細(xì)胞無影響，其原因是真核細(xì)胞膜中大量的膽固醇可以與抗菌肽相結(jié)合，降低抗菌肽活性，使膜結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。此外，高等動物高度發(fā)達(dá)的細(xì)胞骨架系統(tǒng)，也可對抗菌肽起到一定的抵御作用。而癌細(xì)胞的細(xì)胞骨架系統(tǒng)與正常細(xì)胞相比不發(fā)達(dá)，這也是抗菌肽可以抑制腫瘤的原因之一。

4 抗菌肽在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

4.1 防治畜禽疫病 抗菌肽作為飼料添加劑對細(xì)菌具有強(qiáng)烈的抑制作用，在飼料中添加抗菌肽，不僅不會使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性，而且還無毒無殘留。盧宇等（2010）研究表明，在10～35日齡肉仔雞日糧中添加抗菌肽S807后，雛雞成活率提高8.62%，生產(chǎn)性能提高 18.6% ～22.1%，同時對防治肉仔雞腹水癥也起到一定作用。馬衛(wèi)明等（2005）采用瓊脂糖彌散試驗和活菌計數(shù)試驗檢測豬小腸抗菌肽對雞白痢沙門氏菌C79-13株、雞致病性大腸桿菌自然分離株等11株細(xì)菌的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，豬小腸抗菌肽對11株細(xì)菌均有不同程度地抑制作用，且殺菌率可達(dá)59.5%～98.5%。王秀青等（2011）將120只1日齡雛雞分6個組，注射致死劑量大腸桿菌24 h后，再通過口服和肌肉注射不同劑量重組抗菌肽Cecropin B，結(jié)果表明，重組抗菌肽Cecropin B對大腸桿菌病有較好的治療效果，其中高劑量（0.75 mL）口服組的效果最佳。都海明等（2011）研究報道，在斷奶仔豬基礎(chǔ)日糧中添加抗菌肽后，可明顯抑制仔豬因斷奶應(yīng)激造成的腹瀉，腸道內(nèi)大腸桿菌數(shù)量也顯著降低，但其對乳酸菌也有一定的抑制作用，原因可能是乳酸菌細(xì)胞膜帶有一定量的負(fù)電荷，導(dǎo)致抗菌肽對其具有一定敏感性。

4.2 提高動物生產(chǎn)性能 在飼料中添加外源性抗菌肽，可提高飼料利用率，促進(jìn)畜禽生長。張董燕等（2011）在體重為（16.57±0.23）kg 的斷奶仔豬基礎(chǔ)日糧中添加0.3%的天蠶素抗菌肽，結(jié)果顯示，日糧中添加0.3%天蠶素抗菌肽后斷奶仔豬平均日增重比對照組提高5.14%，料重比降低14.8%。王萬云等（2011）將雞小腸抗菌肽粗制品按比例添加到肉雞基礎(chǔ)日糧中，結(jié)果顯示，該抗菌肽可顯著增加肉雞重量，并能提高飼料轉(zhuǎn)化率，其中，0.10%添加量效果最好。李波等（2011）在母豬分娩前30 d到產(chǎn)后21 d飼料中添加400 kg/mg天蠶素抗菌肽，結(jié)果顯示，對照組的活仔率、健仔率均極顯著低于試驗組（P＜0.01）；試驗組的腹瀉率顯著低于對照組（P＜0.05）；試驗組初生重、21 d體重和日增重均高于對照組，但差異不顯著（P＞0.05）。雷岷等（2012）通過給35日齡斷奶的新西蘭肉兔飼喂天蠶素抗菌肽發(fā)現(xiàn)，天蠶素抗菌肽可一定程度提高肉兔的日增重，顯著降低料重比（P＜0.05），并對肉兔的采食量無顯著影響 （P＞0.05）。由此可見，在肉兔飼糧中添加天蠶素抗菌肽可提高肉兔生產(chǎn)性能。馬倩等（2012）研究指出，在蘆花雞日糧中添加0.1 g/kg抗菌肽可極顯著提高蘆花雞末質(zhì)量和平均日增重，極顯著降低平均料肉比。

4.3 改善畜禽免疫能力 劉莉如等（2012）研究指出，在海蘭褐蛋用仔公雞飼料中添加天蠶素抗菌肽后，試驗組胸腺指數(shù)、脾臟指數(shù)均顯著高于空白對照組及抗生素組 （P＜0.05）。呂尊周等（2011）研究飼喂不同水平抗菌肽對蛋雞血清免疫指標(biāo)及脾臟白細(xì)胞介素2 mRNA表達(dá)量的影響，結(jié)果表明，飼料中添加 200、400、600 mg/kg 抗菌肽后，與對照組相比，血清免疫球蛋白A含量分別提高 7.69%（P ＞ 0.05）、19.40%（P ＞0.05）和14.38%（P＞0.05），血清免疫球蛋白G含量分別提高 12.69%（P ＞ 0.05）、21.24%（P ＜ 0.05）和9.10%（P＞0.05），而抗菌肽對血清免疫球蛋白M、補(bǔ)體3和補(bǔ)體4含量影響均不顯著 （P＞0.05）。由此可見，抗菌肽能提高蛋雞的免疫功能，且飼糧中添加400 mg/kg抗菌肽效果最佳。陳冰等（2012）研究指出，在凡納對蝦飼料中添加2000～3000 mg/kg家蠅幼蟲抗菌肽提取物，凡納對蝦血清中酚氧化酶、過氧化物酶、堿性磷酸酶、溶菌酶的活性和總抗氧化能力均維持在一個較高的水平，且顯著高于空白對照組。由此可知，抗菌肽可提高對蝦的免疫相關(guān)指標(biāo)。楊玉榮等（2009）研究表明，在飲水中添加非洲鴕鳥皮膚抗菌肽可以促進(jìn)雛雞免疫器官發(fā)育，增強(qiáng)機(jī)體的細(xì)胞免疫功能。

4.4 改善動物產(chǎn)品品質(zhì) 呂尊周等（2012）研究指出，日糧中添加200 mg/kg抗菌肽粗提物能顯著提高蛋雞的蛋黃相對重（P＜0.05）；添加400 mg/kg抗菌肽粗提物后蛋雞的產(chǎn)蛋率和蛋黃相對重均有顯著提高 （P＜0.05）。郭麗君等（2012）分別向1日齡健康蘆花雞基礎(chǔ)日糧中添加抗菌肽及抗菌肽+酵母菌制劑，結(jié)果表明，抗菌肽及抗菌肽+酵母菌制劑均可顯著提高胸肌肌纖維密度、胸肌硒含量及胸肌錳含量。但必需氨基酸含量和游離氨基酸總量與空白對照組無顯著差異（P ＞0.05）。徐名能等（2011）向奶牛日糧中添加抗菌肽制劑50 g/d·頭，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，日糧添加抗菌肽制劑能極顯著降低牛乳體細(xì)胞數(shù)75.86%（P＜0.01）， 同時乳脂顯著率提高 （P＜0.05），但對乳蛋白率無顯著影響（P＞0.05）。這在保證乳品質(zhì)的基礎(chǔ)上也從一定程度上預(yù)防了隱性乳房炎的發(fā)生。

5 前景展望

上述可見，抗菌肽具有提高動物生產(chǎn)性能，改善畜禽免疫力，改善動物產(chǎn)品品質(zhì)等作用，因此有望成為新型抑菌促生長劑和免疫調(diào)節(jié)劑應(yīng)用于畜牧生產(chǎn)。然而隨著抗菌肽研究不斷深入，一些制約因素也接踵而來，因此必須加強(qiáng)藥理、藥代動力學(xué)、毒理性等研究，并解決潛在毒性、穩(wěn)定性等問題。目前研究已表明抗菌肽作用眾多，但對其作用機(jī)制尚不十分清楚，仍需進(jìn)一步研究。

[1]陳冰，曹俊明，陳平潔，等.家蠅抗菌肽對凡納濱對蝦生長性能及免疫相關(guān)指標(biāo)的影響[J].中國水產(chǎn)科學(xué)，2012，17（2）：258 ～ 265.

[2]都海明，戚廣州，王建軍，等.抗菌脂肽對斷奶仔豬生長性能、腸道微生物及血液指標(biāo)的影響研究[J].中國糧油學(xué)報，2011，26（5）：76 ～ 81.

[3]郭麗君，牛淑玲，馬倩，等.抗菌肽制劑對蘆花雞胸肌肉質(zhì)性狀、游離氨基酸及微量元素含量的影響[J]動物營養(yǎng)學(xué)報，2012，24（4）：722 ～ 728.

[4]侯曉姝，胡宗利，陳國平，等.抗菌肽的抗菌機(jī)制及其臨床應(yīng)用[J].微生物學(xué)通報，2009，36（1）：97 ～ 105.

[5]李波，楊利，易學(xué)武，等.日糧中添加天蠶素抗菌肽對母豬繁殖性能的影響[J].中國畜牧獸醫(yī)，2011，38（1）：26 ～ 28.

[6]雷岷，郭志強(qiáng)，任永軍，等.天蠶素抗菌肽對肉兔生產(chǎn)性能和免疫器官指數(shù)的影響[J].中國飼料，2012，9：25 ～ 27.

[7]梁永利.天然抗菌肽的來源及分類[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34（18）：4728～4734.

[8]盧宇，王凱民，王素珍.抗菌肽S807提高肉雞生產(chǎn)性能的研究[J].廣東畜牧獸醫(yī)科技，2010，35（4）：17 ～ 20.

[9]黎觀紅，洪智敏，賈永杰.抗菌肽的抗菌作用及其機(jī)制[J].動物營養(yǎng)學(xué)報，2011，23（4）：546 ～ 555.

[10]呂尊周，袁肖笑，朱志剛，等.抗菌肽粗提物對蛋雞產(chǎn)蛋性能、蛋品質(zhì)、血清生化指標(biāo)和腸道菌群的影響[J].中國畜牧雜志，2012，48（15）：47～51.

[11]呂尊周，袁肖笑，蔡兆偉，等.抗菌肽對蛋雞血清免疫指標(biāo)及脾臟白細(xì)胞介素2 mRNA表達(dá)量的影響 [J].動物營養(yǎng)學(xué)報，2011，23（12）：2183～2189.

[12]劉誠，黎滿香，盧帥，等.抗菌肽研究進(jìn)展[J].動物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2011，32（3）：94 ～ 99.

[13]劉莉如，王曉霞.抗菌肽研究及其在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].中國家禽，2012，34（7）：42 ～ 44.

[14]劉莉如，楊開倫，滑靜，等.抗菌肽對蛋用仔公雞生長性能、免疫指標(biāo)及空腸組織相關(guān)細(xì)胞因子基因mRNA表達(dá)的影響 [J].動物營養(yǎng)學(xué)報，2012，24（7）：1345 ～ 1351.

[15]馬倩，趙衍銅，柏明娜，等.抗菌肽對蘆花雞生產(chǎn)性能和血清生化指標(biāo)的影響[J].飼料研究，2012，3：27 ～ 29.

[16]馬衛(wèi)明，佘銳萍，靳紅，等.豬小腸抗菌肽的抗菌作用研究［J］.中國獸醫(yī)雜志，2005，41（1）：3 ～ 7.

[17]王典，王加啟，卜登攀，等.綠色飼料添加劑抗菌膚的作用機(jī)理及其應(yīng)用前景[A].首屆中國奶業(yè)大會論文集[C].2010.170～173.

[18]王秀青，朱明星，張禪，等.抗菌肽CecropinB對人工感染大腸桿菌雛雞的治療效果研究［J］.中國家禽，2011，33（11）：15 ～ 18.

[19]王萬云，馬志娟，周業(yè)飛.雞小腸抗菌肽的提取及對肉雞生產(chǎn)性能的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（7）：112 ～ 114.

[20]徐名能，黃木家，李永新，等.日糧添加抗菌肽制劑對荷斯坦牛乳中體細(xì)胞數(shù)的影響[J].中國奶牛，2011，16：41 ～ 42.

[21]楊玉榮，梁宏德，衛(wèi)紅麗.鴕鳥皮膚抗菌肽對雛雞免疫器官指數(shù)及T淋巴細(xì)胞數(shù)量的影響初探[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2009，25（20）：46 ～ 48.

[22]于健，邱芳萍，張玲.抗菌肽及其應(yīng)用前景[J].長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2004，25（1）：66 ～ 68.

[23]張董燕，季海峰，劉輝，等.天蠶素抗菌肽對斷奶仔豬生產(chǎn)性能及血清指標(biāo)的影響[J].飼料研究，2011，10：22 ～ 24.

[24]周繼章.抗菌肽抗病的研究進(jìn)展[J].中國畜牧獸醫(yī).2012，39（7）：204 ～208.

[25]AHolak T A，Engstroem A，Kraulis P J，et al.The solution conformation of the antibacterial peptide cecropin A：a nuclear magnetic resonance and dynamical simulated an-nealing study[J].Biochemistry，1988，27 （20）：7620 ～7629.

[26]Lai R，Liu H，Hui L W，et al.An anionic antimicrobial peptide from toad Bombina maxima[J].Biochemical Biophysical Res Communication，2002，295（4）：796 ～ 799.

[27]Steinerh，Hultmarkd，Engstroma，et al.Sequence and specificity of two antibacterial proteins involved in insect immunity [J].Nature，1981，292：246 ～248.