飼用抗生素特別是廣譜抗生素的長期使用或濫用導致的細菌耐藥性問題和食品安全問題日益嚴重，對畜禽健康和可持續發展造成了嚴重的威脅。站在禁抗元年，尋找新型、高效、安全的飼用抗生素替代品已刻不容緩。

替抗的“種子選手”-芽孢桿菌AMPs

1968年首次發現枯草芽孢桿菌可以產生抗菌脂肽類化合物surfactin。此后，微生物學家陸續發現許多芽孢菌屬的成員，如：淀粉液化芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、蠟樣芽胞桿菌、蘇云金芽孢桿菌、類芽孢桿菌和環狀芽孢桿菌等均能產生多種具有較廣譜抗菌的活性物質，包括核糖體和非核糖體合成的脂肽、細菌素和其他種類的抗菌肽（Antimicrobial peptides, AMPs）等。因此，芽孢桿菌抗菌肽有可能成為克服現有飼用抗生素缺點的最有希望的候選者。

今天，我們就來跟大家分享下芽孢桿菌是如何神通廣大、發揮廣譜抗菌活性、開啟替抗新紀元的。

芽孢桿菌產生的AMPs是一個龐大的家族

芽孢桿菌AMPs包括兩大類。一類是非核糖體合成類抗菌肽，如表面活性肽（surfactin）、伊枯草菌素（iturin）、豐原素（fengycin）、短桿菌肽、桿菌肽等。

另一類是核糖體類抗菌肽，通常被統稱為細菌素，是自然中廣泛存在的一類抗菌活性物質，如：枯草芽孢桿菌產生的枯草桿菌素（subtilin），凝結芽孢桿菌產生的coagulin，蘇云金芽孢桿菌產生的bacthuricin F4、thuricin 17、entomocin 9 及 tochicin，蠟樣芽孢桿菌產生的 cerecin 7，地衣芽孢桿菌產生的 bacillocin 490等。芽孢桿菌產生的細菌素比大多數乳酸菌細菌素具有更廣泛的抗菌譜。

AMPs是如何發揮抗菌作用的？

細菌素是具有疏水性或兩親性的陽離子肽，通過細胞膜損傷機制發揮抗菌作用。它們可以在細菌細胞壁上形成膜孔通道和（或）破壞細菌細胞壁來殺死細菌，主要包括三個階段：帶正電荷的陽離子型抗菌肽與細菌細胞膜上帶負電荷的靶位點結合；形成膜孔通道，破壞細胞膜的完整性；在細菌細胞電動勢能作用下，引發細胞內水溶性物質的大量滲出，最終導致細菌死亡。

AMPs還可通過胞內損傷機理發揮作用，可以在不改變細胞膜通透性的情況下直接穿過細胞膜，在胞內蓄積后作用于DNA、RNA 和蛋白質合成或翻譯等階段，進而抑制膜蛋白合成，破壞細胞膜完整性導致細菌細胞的損傷或者死亡。

AMPs的功能遠不止抗菌，還具有抗炎活性

Gan P等指出，芽孢桿菌產生的Surfactin在體內外均能抑制急性炎癥反應，且研究發現Surfactin可減輕ApoE（-/-）小鼠動脈粥樣硬化病變的慢性炎癥，一方面誘導腸內IgA、TGF-β、IL-10等抗炎因子的產生，另一方面系統性誘導脾臟CD4（+）CD25（+）FoxP3（+）Tregs，抑制T細胞產生TNF-α和IFN-γ等促炎性細胞因子。

Gan P等指出，芽孢桿菌產生的Surfactin在體內外均能抑制急性炎癥反應，且研究發現Surfactin可減輕ApoE（-/-）小鼠動脈粥樣硬化病變的慢性炎癥，一方面誘導腸內IgA、TGF-β、IL-10等抗炎因子的產生，另一方面系統性誘導脾臟CD4（+）CD25（+）FoxP3（+）Tregs，抑制T細胞產生TNF-α和IFN-γ等促炎性細胞因子。

Selvam R等發現枯草芽孢桿菌PB6分泌的Surfactins可抑制結腸炎，使血漿促炎細胞因子（TNF-α、1L-1β、IL-6和IFN-γ）水平顯著降低（p<0.05），抗炎細胞因子（IL-I0和TGF-β）顯著升高（p<0.05）。

無抗時代，芽孢桿菌AMPs將大有可為

傳統飼用或人用抗生素耐藥性形勢嚴峻，迫使人們加快尋求抗生素替代品的步伐，芽孢桿菌分泌的天然活性物質AMPs可以有效抗菌、消炎，此外，還具有抗病毒、抗腫瘤、抗支原體等作用。隨著一些新技術的出現，特別是借助生物膜系統對芽孢桿菌APMs作用機制的研究，會不斷加快芽孢桿菌類抗菌肽的研究及生產應用。我們相信，在無抗時代，芽孢桿菌抗菌肽將大有可為。

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