飼用抗生素特別是廣譜抗生素的長期使用或?yàn)E用導(dǎo)致的細(xì)菌耐藥性問題和食品安全問題日益嚴(yán)重，對(duì)畜禽健康和可持續(xù)發(fā)展造成了嚴(yán)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(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌可以產(chǎn)生抗菌脂肽類化合物surfactin。此后，微生物學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)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(huán)狀芽孢桿菌等均能產(chǎn)生多種具有較廣譜抗菌的活性物質(zhì)，包括核糖體和非核糖體合成的脂肽、細(xì)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(xiàn)有飼用抗生素缺點(diǎn)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(fā)揮廣譜抗菌活性、開啟替抗新紀(jì)元的。
芽孢桿菌產(chǎn)生的AMPs是一個(gè)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(tǒng)稱為細(xì)菌素，是自然中廣泛存在的一類抗菌活性物質(zhì)，如：枯草芽孢桿菌產(chǎn)生的枯草桿菌素（subtilin），凝結(jié)芽孢桿菌產(chǎn)生的coagulin，蘇云金芽孢桿菌產(chǎn)生的bacthuricin F4、thuricin 17、entomocin 9 及 tochicin，蠟樣芽孢桿菌產(chǎn)生的 cerecin 7，地衣芽孢桿菌產(chǎn)生的 bacillocin 490等。芽孢桿菌產(chǎn)生的細(xì)菌素比大多數(shù)乳酸菌細(xì)菌素具有更廣泛的抗菌譜。
AMPs是如何發(fā)揮抗菌作用的？
細(xì)菌素是具有疏水性或兩親性的陽離子肽，通過細(xì)胞膜損傷機(jī)制發(fā)揮抗菌作用。它們可以在細(xì)菌細(xì)胞壁上形成膜孔通道和（或）破壞細(xì)菌細(xì)胞壁來殺死細(xì)菌，主要包括三個(gè)階段：帶正電荷的陽離子型抗菌肽與細(xì)菌細(xì)胞膜上帶負(fù)電荷的靶位點(diǎn)結(jié)合；形成膜孔通道，破壞細(xì)胞膜的完整性；在細(xì)菌細(xì)胞電動(dòng)勢(shì)能作用下，引發(fā)細(xì)胞內(nèi)水溶性物質(zhì)的大量滲出，最終導(dǎo)致細(xì)菌死亡。
AMPs還可通過胞內(nèi)損傷機(jī)理發(fā)揮作用，可以在不改變細(xì)胞膜通透性的情況下直接穿過細(xì)胞膜，在胞內(nèi)蓄積后作用于DNA、RNA 和蛋白質(zhì)合成或翻譯等階段，進(jìn)而抑制膜蛋白合成，破壞細(xì)胞膜完整性導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞的損傷或者死亡。
AMPs的功能遠(yuǎn)不止抗菌，還具有抗炎活性
Gan P等指出，芽孢桿菌產(chǎn)生的Surfactin在體內(nèi)外均能抑制急性炎癥反應(yīng)，且研究發(fā)現(xiàn)Surfactin可減輕ApoE（-/-）小鼠動(dòng)脈粥樣硬化病變的慢性炎癥，一方面誘導(dǎo)腸內(nèi)IgA、TGF-β、IL-10等抗炎因子的產(chǎn)生，另一方面系統(tǒng)性誘導(dǎo)脾臟CD4（+）CD25（+）FoxP3（+）Tregs，抑制T細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α和IFN-γ等促炎性細(xì)胞因子。
Gan P等指出，芽孢桿菌產(chǎn)生的Surfactin在體內(nèi)外均能抑制急性炎癥反應(yīng)，且研究發(fā)現(xiàn)Surfactin可減輕ApoE（-/-）小鼠動(dòng)脈粥樣硬化病變的慢性炎癥，一方面誘導(dǎo)腸內(nèi)IgA、TGF-β、IL-10等抗炎因子的產(chǎn)生，另一方面系統(tǒng)性誘導(dǎo)脾臟CD4（+）CD25（+）FoxP3（+）Tregs，抑制T細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α和IFN-γ等促炎性細(xì)胞因子。
Selvam R等發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌PB6分泌的Surfactins可抑制結(jié)腸炎，使血漿促炎細(xì)胞因子（TNF-α、1L-1β、IL-6和IFN-γ）水平顯著降低（p<0.05），抗炎細(xì)胞因子（IL-I0和TGF-β）顯著升高（p<0.05）。
無抗時(shí)代，芽孢桿菌AMPs將大有可為
傳統(tǒng)飼用或人用抗生素耐藥性形勢(shì)嚴(yán)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(zhì)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(shù)的出現(xiàn)，特別是借助生物膜系統(tǒng)對(duì)芽孢桿菌APMs作用機(jī)制的研究，會(huì)不斷加快芽孢桿菌類抗菌肽的研究及生產(chǎn)應(yīng)用。我們相信，在無抗時(shí)代，芽孢桿菌抗菌肽將大有可為。
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