噬菌體在無抗養(yǎng)殖領(lǐng)域的應(yīng)用

彭擁軍 楊月

（湖北省潛江市畜牧技術(shù)推廣站 433100）

“2020 年7 月1 日，飼料生產(chǎn)企業(yè)停止生產(chǎn)含有促生長類藥物飼料添加劑(中藥類除外) 的商品飼料”，在畜禽行業(yè)減抗、替抗的大浪潮中，酸化劑、植物精油、益生菌、抗菌肽、中獸藥等替抗產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。其中，噬菌體也逐步在畜禽替抗市場上嶄露頭角，其獨(dú)特生物抗菌特性有廣闊的市場前景。我國是一個(gè)畜牧業(yè)大國，抗生素長期在養(yǎng)殖業(yè)的濫用導(dǎo)致病原菌耐藥非常嚴(yán)重，而噬菌體技術(shù)必然是解決這一難題的一個(gè)重要研究方向，下面就此為話題和大家交流。

1 噬菌體簡介

噬菌體在自然界中廣泛存在，是一種可以感染細(xì)菌、真菌、藻類、放線菌或螺旋體等微生物病毒總稱。像其他病毒一樣，噬菌體自身缺乏必要的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和酶系統(tǒng)，其生命周期必須在細(xì)菌內(nèi)完成，也被稱為細(xì)菌“寄生蟲”。

2 生物抗菌

獸醫(yī)臨床殺滅細(xì)菌的方法有多種，大致分為物理法、化學(xué)法和生物法。噬菌體抗菌屬于生物滅菌法：噬菌體吸附宿主細(xì)胞、注入自己的核酸、利用宿主細(xì)胞的成分復(fù)制出DNA 和蛋白質(zhì)外殼、組裝病毒粒子后從宿主細(xì)胞釋放……這一周期不僅實(shí)現(xiàn)了噬菌體的繁殖，也最終裂解了宿主細(xì)胞。

3 噬菌體的特點(diǎn)

3.1 無藥殘

噬菌體抗菌機(jī)理獨(dú)特，主要通過侵染作用將病原菌殺滅，歸屬于生物抗菌法，和抗生素的化學(xué)抗菌機(jī)理相比，噬菌體的抗菌過程不會(huì)產(chǎn)生藥物殘留，非常適合當(dāng)下無抗養(yǎng)殖的趨勢。臨床研究表明，噬菌體在侵染靶細(xì)菌后，自身會(huì)以靶細(xì)菌為載體，利用細(xì)菌體內(nèi)的細(xì)胞器進(jìn)行核酸復(fù)制和蛋白質(zhì)外殼的合成，最終重新組裝成新的子代個(gè)體，這些子代個(gè)體可以重新侵染新的病原菌，從而將體內(nèi)有害菌清除。清除過程中噬菌體也有自然衰亡的過程，不會(huì)產(chǎn)生藥物殘留[1]。

3.2 安全性好

噬菌體侵染細(xì)菌的專屬性很強(qiáng)，如侵染大腸桿菌的噬菌體就不會(huì)對(duì)沙門氏菌產(chǎn)生侵染作用，同理，對(duì)沙門氏菌有侵染作用的對(duì)其他種類的菌也不會(huì)產(chǎn)生侵染。這個(gè)專屬性強(qiáng)的特征使得畜禽動(dòng)物食用后在消化道內(nèi)不會(huì)對(duì)原本存在的益生菌造成傷害。相較于化學(xué)藥物，其使用劑量上很少有限制，即使超出臨床推薦劑量的數(shù)倍使用也不會(huì)發(fā)生中毒，對(duì)動(dòng)物的生產(chǎn)性能無不良影響，但化學(xué)藥物在使用時(shí)如果超出較大劑量會(huì)表現(xiàn)出毒副作用，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致畜禽死亡。

3.3 療效更徹底

噬菌體由于抗菌機(jī)理獨(dú)特，侵染后病原菌裂解可以釋放出更多的子代噬菌體，這些子代噬菌體又會(huì)重新尋找下一個(gè)病原菌作為目標(biāo)進(jìn)行侵染，只要?jiǎng)游矬w內(nèi)有病原菌存在，這些噬菌體就會(huì)不斷侵染和裂解，直到將體內(nèi)的有害菌徹底殺滅完。這個(gè)過程類似于一次機(jī)體凈化過程，在療效方面更加徹底。而抗生素治療時(shí)，病原菌對(duì)藥物的濃度和作用時(shí)間比較依賴，療程和使用劑量不夠時(shí)會(huì)出現(xiàn)效果不明顯，還有些疾病在停藥后很容易出現(xiàn)復(fù)發(fā)情況，噬菌體相比于化學(xué)藥物治療會(huì)更加徹底[2]。

4 噬菌體面臨的問題

噬菌體雖然有諸多優(yōu)點(diǎn)，但其本身也有一些問題。

4.1 血清型要求嚴(yán)格

雖然噬菌體專屬性強(qiáng)的特點(diǎn)給其臨床應(yīng)用帶來了安全性，但這個(gè)特點(diǎn)也是臨床推廣中的一個(gè)弊端，因?yàn)榧词故峭环N致病菌的噬菌體，其對(duì)血清型也會(huì)有一定要求，當(dāng)血清型不符合時(shí)，治療效果不確切。如大腸桿菌臨床常見的致病性血清型可達(dá)數(shù)十種，而我國幅員遼闊，不同省份、地區(qū)及不同的養(yǎng)殖場很容易出現(xiàn)血清型差異，這就造成臨床治療疾病時(shí)，在這個(gè)養(yǎng)殖場使用有效的噬菌體換一家養(yǎng)殖場使用時(shí)效果就不一定顯著。

4.2 噬菌體的活性

噬菌體本質(zhì)是一種病毒，而病毒也是一種有生命的微生物，只有在存活的前提條件下才能發(fā)揮侵染作用。噬菌體在推廣應(yīng)用過程中，對(duì)運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用的要求較高，如果運(yùn)輸和儲(chǔ)存的環(huán)境溫度過高，噬菌體很容易出現(xiàn)活性下降。另外，噬菌體在存放過程中都有一定的保質(zhì)期，這個(gè)保質(zhì)期主要根據(jù)其活性來評(píng)判，相對(duì)來講要比化藥抗生素短很多。溫度、濕度、酸堿度等是影響噬菌體活性的最大因素，含有噬菌體的產(chǎn)品在使用過程中一定要考慮這些因素的影響。

4.3 體內(nèi)環(huán)境的代謝

目前噬菌體能否被腸道吸收并進(jìn)入機(jī)體內(nèi)環(huán)境發(fā)揮作用還存在一定爭議。如果病原菌感染部位在消化道，則通過口服方式噬菌體可以直達(dá)病灶起到抗菌作用。如果感染的病原菌在血液或組織中，口服后還需要經(jīng)腸黏膜細(xì)胞吸收才能進(jìn)入機(jī)體內(nèi)環(huán)境，這就會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)問題，一個(gè)是噬菌體本質(zhì)是病毒，這是一種大分子蛋白和核酸構(gòu)成的生物體，能否通過腸道黏膜吸收是個(gè)問題。另一個(gè)是即使有一部分能進(jìn)入機(jī)體，那么體內(nèi)免疫系統(tǒng)是否會(huì)作為異源性物質(zhì)將其滅活，這些都需要進(jìn)行深入研究[3]。

5 臨床應(yīng)用

5.1 生產(chǎn)高品質(zhì)畜牧產(chǎn)品，減少經(jīng)濟(jì)損失

EpiBiome 是一家位于美國加州的精準(zhǔn)微生物工程公司，致力于尋找特定噬菌體，目前開發(fā)的噬菌體混合物制劑已解決了奶牛乳腺炎的問題。當(dāng)奶牛換上乳腺炎后，用抗生素治療，也就意味著這頭奶牛的“產(chǎn)品” 將不能食用，而采用噬菌體混合物制劑解決了因抗生素使用帶來的損失，這一方法每年將減少全球乳制品行業(yè)350 億美元的損失。

5.2 畜禽病原凈化及疾病的治療

青島諾安百特生物技術(shù)有限公司的噬菌體產(chǎn)品有口服溶液制劑、噴霧制劑、固體添加劑等多種類型。其針對(duì)家禽養(yǎng)殖研發(fā)生產(chǎn)的系列產(chǎn)品諾安清、諾安凈、諾安沙等，可代替抗生素治療家禽沙門氏菌、大腸桿菌和魏氏梭菌等細(xì)菌性感染，系統(tǒng)解決細(xì)菌性家禽腹瀉。作為國內(nèi)為數(shù)不多的集研發(fā)、產(chǎn)銷為一體的噬菌體專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，目前諾安百特已建成全國最大的噬菌體生產(chǎn)毒株庫之一，其毒株儲(chǔ)備種類繁多，涉及面廣。針對(duì)不同用戶的需求，諾安百特差異化地開發(fā)出了覆蓋當(dāng)前主要流行菌株的噬菌體“標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品”，以及針對(duì)規(guī)模化企業(yè)定制化生產(chǎn)服務(wù)。

5.3 解決抗生素耐藥性問題

抗生素在臨床使用過程中很容易出現(xiàn)耐藥情況，這是由于長期大劑量不合規(guī)使用抗生素造成的，但我國整體養(yǎng)殖水平偏低，很多落后地區(qū)對(duì)抗生素的依賴度還很強(qiáng)，短時(shí)間內(nèi)無法改變現(xiàn)狀。當(dāng)出現(xiàn)耐藥時(shí)，將抗生素和噬菌體一起配合使用就能完美解決耐藥性問題。可謂是化學(xué)抗菌法和生物抗菌法相結(jié)合，二者共同起增效作用。

6 結(jié)語

當(dāng)前我國獸用噬菌體市場還處于初級(jí)發(fā)展階段，但隨著市場對(duì)畜禽產(chǎn)品品質(zhì)要求的不斷提高，國家檢驗(yàn)檢疫部門對(duì)畜禽產(chǎn)品抗生素殘留檢測越來越嚴(yán)格，畜禽養(yǎng)殖從減抗、限抗到無抗必將是大勢所趨，而無毒無害、無藥物殘留，能有效防治畜禽疾病的噬菌體也將作為新興替抗產(chǎn)品，在畜禽疫病防治、保健和促生長等方面發(fā)揮越來越大的作用，從而生產(chǎn)出綠色、優(yōu)質(zhì)、健康、安全的產(chǎn)品，助力我國畜牧業(yè)向著健康可持續(xù)方向發(fā)展。