抗菌肽與魚類腸道健康研究進展

譚鳳霞，裴夢婷，柴 毅，楊代勤

( 長江大學(xué) 動物科學(xué)學(xué)院，湖北省黃鱔工程技術(shù)研究中心，湖北 荊州 434025 )

我國是水產(chǎn)養(yǎng)殖大國，隨著高密度、集約化養(yǎng)殖模式的發(fā)展，養(yǎng)殖中各種病害頻繁發(fā)生，大量甚至提前使用抗生素進行病害預(yù)防相當普遍，抗生素的殘留及耐藥性對我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成了嚴重影響。在紛紛尋求抗生素替代物的背景下，抗菌肽具有廣譜抗菌性，較抗生素而言具有獨特的抗菌機理，養(yǎng)殖過程中使用抗菌肽不易產(chǎn)生耐藥性菌株，又具有提高魚類等水生動物的生產(chǎn)性能及非特異性免疫功能等作用，正逐漸成為替代抗生素的新型抗菌藥物而用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中。目前有關(guān)抗菌肽在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用研究主要集中在魚類等水生動物自身產(chǎn)生的抗菌肽以及作為飼料添加劑的外源性抗菌肽。外源抗菌肽經(jīng)攝食途徑進入腸道，改善魚類腸道的腸絨毛、腸皺襞高度及肌層厚層等組織形態(tài)結(jié)構(gòu)，促進消化吸收功能；調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，在殺滅腸道有害微生物的同時增加益生菌含量，改善腸道微環(huán)境；在提高腸道消化酶活性和抗氧化能力等方面保障魚類的腸道健康，同時提高魚類生產(chǎn)性能、改善其品質(zhì)、增強魚體抗氧化和免疫功能[1-3]。筆者著重從水產(chǎn)養(yǎng)殖中抗菌肽飼料添加劑的來源及其與腸道菌群、腸道組織結(jié)構(gòu)、腸道消化功能等相關(guān)研究進行總結(jié)分析，探討存在的問題和對策，為抗菌肽在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用，特別是保護魚類腸道健康提供參考。

1 抗菌肽的功能及應(yīng)用

抗菌肽(Antimicrobial peptides，AMPs)是一類在生物體內(nèi)廣泛存在，具有抗菌作用的小分子多肽的總稱，一般帶2～9個正電荷，具有雙親性(親水性、親油性)、強堿性、熱穩(wěn)定性及廣譜抗菌性等特點?？咕姆肿恿啃?約2～9 ku)，大多由20～60個氨基酸殘基組成，氮端一般為堿性氨基酸，形成雙親性α-螺旋，中間部分易形成β-折疊結(jié)構(gòu)，碳端酰胺化[4-6]?？咕氖菣C體天然免疫防御系統(tǒng)的重要組成部分，具有多種生物學(xué)功能，對細菌、真菌、病毒、寄生蟲、腫瘤細胞等均具有抑制作用，同時對生物體的自身細胞無破壞性，無免疫原性，是生物體用來抵制病原微生物入侵的重要屏障[7-8]。

抗菌肽具有廣譜抗菌性，其抗菌機理獨特，與抗生素有著不同的抗菌機制和作用靶點。有關(guān)抗菌肽的殺菌作用機制目前比較公認的有兩種：一種是抗菌肽帶有正電荷和雙親性結(jié)構(gòu)，選擇性結(jié)合帶負電荷的細菌細胞膜及與脂質(zhì)雙分子層的磷脂結(jié)合形成跨膜孔道，通過破壞膜的完整性，造成細胞內(nèi)容物外溢而殺菌；另一種是認為抗菌肽直接進入細胞內(nèi)，作用于胞內(nèi)特定靶點，通過干擾細菌的生長及代謝從而殺菌[8-10]?？股嘏c細菌細胞膜或胞內(nèi)的特異性受體結(jié)合通過抑制細菌細胞壁或DNA的合成發(fā)揮殺菌等作用，抗生素還可以干擾細胞膜功能、抑制RNA合成和轉(zhuǎn)錄、抑制蛋白質(zhì)合成等機理，其殺菌作用受受體類型限制，細菌容易通過變異而產(chǎn)生耐藥性[9]。抗菌肽的殺菌是對細菌細胞膜的物理性破壞，可以快速殺菌而不產(chǎn)生耐藥性菌株，且對抗生素耐藥菌株同樣有明顯的殺傷作用；另外抗菌肽還可通過調(diào)節(jié)某些生長因子與其受體的表達，激活機體相關(guān)信號通路，與動物非特異性免疫協(xié)同作用來增強機體免疫力[11-12]。

目前，抗菌肽在醫(yī)藥、食品、種植、養(yǎng)殖等領(lǐng)域已經(jīng)有了一定的應(yīng)用實踐并取得了較好的成果?？咕脑谒a(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究有以下幾個方面：(1)體內(nèi)體外抑菌試驗均表明，抗菌肽對常見的多種病原菌均具有抑制作用，能顯著降低病原菌的數(shù)量，維持養(yǎng)殖水環(huán)境和腸道的微生態(tài)平衡[13-14]；(2)在凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)[15-18]、中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)[19]、羅非魚(Oreochromis)[20-31]、鯉魚(Cyprinuscarpio)[32-40]等水產(chǎn)動物的基礎(chǔ)飼料中添加抗菌肽可以提高其生產(chǎn)性能，表現(xiàn)在養(yǎng)殖動物的質(zhì)量增加率、餌料系數(shù)以及生長率等指標上，并且能提高養(yǎng)殖動物的肥滿度、改善肌肉品質(zhì)等；(3)抗菌肽不僅能通過提高花鱸(Lateolabraxmaculatus)[41]、湘云鯽(Carassiusauratustripl)[42]、團頭魴(Megalobramaamblycephala)[43]、斜帶石斑魚(Epinepheluscoioides)[44]等水產(chǎn)動物機體免疫器官活力，改善機體血清免疫指標提高動物的免疫力，還能通過刺激免疫信號通道、相關(guān)受體蛋白以及增強非特異性免疫因子的表達等非特異性免疫反應(yīng)清除機體病原，激活機體免疫系統(tǒng)，使免疫系統(tǒng)發(fā)生變化[11]。

雖然水產(chǎn)動物自身通過免疫防御系統(tǒng)能產(chǎn)生一定量的抗菌肽，但其含量較少。研究表明，基礎(chǔ)飼料中添加的外源抗菌肽不僅可殺滅飼料中有害微生物有效抑制飼料霉變，還可通過攝食途徑進入動物機體后，抑制腸道內(nèi)病原菌，調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡，且不產(chǎn)生耐藥菌株，同時刺激機體免疫因子的表達，從而增強水產(chǎn)動物的免疫力并提高其生產(chǎn)性能。

2 魚用抗菌肽添加劑的來源

自瑞典學(xué)者Steiner等[45]從昆蟲體內(nèi)分離出天蠶素以來，陸續(xù)在動物(包括昆蟲、哺乳動物、兩棲動物、魚類、軟體動物、甲殼動物等)、植物、微生物等生物體中發(fā)現(xiàn)的抗菌肽已有約3000種，包括天蠶素、防御素、蛙皮素、蜂毒素和細菌素等不同類型。研究表明，抗菌肽具有高效廣譜殺菌、提高生長性能和改善免疫力等功能，是生物機體先天免疫系統(tǒng)的重要組成部分，可作為飼料添加劑發(fā)揮促生長及免疫防御作用[7，46]。用作飼料添加劑的抗菌肽主要來源于：(1)從生物體內(nèi)直接提取和純化[3]，但動植物體內(nèi)含量較少；(2)化學(xué)合成獲得，但抗菌肽是一類小分子多肽，一般有20～60個氨基酸殘基，部分能達到約100個，化學(xué)合成抗菌肽較為昂貴；(3)通過原核或真核表達系統(tǒng)表達抗菌肽基因，較大規(guī)模獲得重組抗菌肽基因工程產(chǎn)品，這也是目前最常用的方法[47-50]。

目前用于魚類飼料添加劑的抗菌肽種類還較少，相關(guān)研究主要集中在以下幾類：

天蠶素抗菌肽，是最早發(fā)現(xiàn)的抗菌肽，也是采用基因工程獲得成功表達的抗菌肽之一，大多采用芽孢桿菌(Bacillus)基因工程產(chǎn)品。已有天蠶素抗菌肽在草魚(Ctenopharyngodonidellus)[51-52]、吉富羅非魚(GIFT，O.niloticus)[21]、奧尼羅非魚(O．niloticus♀×O.aureus♂)[22-23]、鯉魚[32-33]、錦鯉(C．carpiokoi)[34]、建鯉(C．carpiovar.jian)[35-36]、湘云鯽[42]、紅姑魚(Sciaenopsocellatus)[53]、斜帶石斑魚[3]和赤點石斑魚(E.akaara)[54]等魚類中的應(yīng)用。結(jié)果表明，天蠶素抗菌肽具有提高生長性能，降低餌料系數(shù)；提高肥滿度，改善肌肉品質(zhì)；提高抗氧化能力和非特異性免疫力等作用。

Surfactin抗菌肽，又稱為表面活性素，是由某些芽孢桿菌代謝物產(chǎn)生的抗菌肽。已在吉富羅非魚[1-2,25-28]、花鰻鱺(Anguillamarmorata)[55-56]及斜帶石斑魚[3,44,57]等魚類中應(yīng)用。Surfactin抗菌肽同樣具有提高魚體生長性能、降低飼料系數(shù)、改善血清生化指標、血脂水平、全魚和肝臟粗脂肪含量，降低脂肪酸合成酶水平，提高抗氧化能力和非特異性免疫能力等，還具有調(diào)節(jié)腸道菌群，提高有益菌乳酸桿菌(Lactobacillus)等的數(shù)量，降低病原性大腸桿菌(Escherichiacoli)等的數(shù)量，增加腸道絨毛和腸道皺襞的高度，維持和完善腸道組織結(jié)構(gòu)，提高腸道蛋白酶和脂肪酶活性及腸道抗氧化能力等。Surfactin抗菌肽粗提品比發(fā)酵產(chǎn)物的調(diào)節(jié)效果更好。

水產(chǎn)動物重組抗菌肽。中國倉鼠卵巢細胞表達的重組蝦Chelonianin抗菌肽能提高莫桑比克羅非魚(O．mossambicus)抗細菌感染能力[47]。飼料中添加5 mg/kg或10 mg/kg畢赤酵母(Pichiapastoris)表達的重組中國明對蝦(Fenneropenaeuschinensis)抗菌肽均能提高吉富羅非魚幼魚的質(zhì)量增加率、血液紅細胞數(shù)、血清過氧化氫酶活性及嗜水氣單胞菌(Aeromonashydrophila)攻毒后的成活率[20]。重組石斑魚Epinecidin-1抗菌肽能提高創(chuàng)傷弧菌(Vibriovulnificus)感染后斑馬魚TLR-4、IL-1和NOS2和石斑魚TNF-1等免疫相關(guān)基因的表達[11]。畢赤酵母表達的重組擬穴青蟹(Scyllaparamamosain)Scygonadin基因工程抗菌肽不會干擾黑鯛(Acanthopagrusschlegelii)的免疫狀態(tài)，也不會作為外源物質(zhì)對機體產(chǎn)生毒害作用[49]。飼料中添加10 mg/kg Pc-hepc[畢赤酵母表達的大黃魚(Pseudosciaenacrocea)抗菌肽Hepcidin基因工程表達產(chǎn)品]長期(1年)投喂，結(jié)果表明Pc-hepc不會對黑鯛肝臟、腸道等組織形態(tài)、氧化及抗氧化指標、糖代謝、腸道菌群等造成異常改變，且在投喂安全的前提下具有促進生長、抑制腸道有害微生物，維持腸道的正常代謝和免疫功能[50]。鹵蟲(Artemia)表達的Epinecidin-1抗菌肽能抗革蘭氏陽性菌和陰性菌的感染，提高尼羅羅非魚對細菌的免疫能力[12]。

其他抗菌肽。家蠅(Muscadomestica)抗菌肽用于黃顙魚(Pelteobagrusfulvidraco)[46]、鳙魚(Aristichthysnobilis)[58]，中華蜜蜂(Apisceranacerana)Apidaecin抗菌肽用于鯉魚[40]、雞—防御素13用于尼羅羅非魚[29]以及其他商品化抗菌肽應(yīng)用于鰱魚(Hypophthalmichthysmolitrix)、草魚、鳙魚、大黃魚、真鯛(Pagrosomusmajor)[59]、花鱸[41]、羅非魚[30-31]、鯉魚[37-39]、團頭魴[43]等魚類。研究表明，飼料中添加適量的抗菌肽產(chǎn)品對魚類具有促生長，降低餌料系數(shù)，提高生長性能和免疫功能的作用。

現(xiàn)階段用于魚類飼料添加劑的抗菌肽大多為天蠶素等其他物種的抗菌肽。魚類中也提取純化出各種具有廣譜抗菌性的抗菌肽，如從雜交條紋鱸(Moronechrysops♀×M．saxatilis♂)中分離得到的Moronecidin，從斜帶石斑魚中分離的Epinecidin-1，從豹鰨魚(Pardachirusmarmoratus)中分離的Paradaxin及從泥鰍(Misgurnusanguillicaudatus)中分離的Misgurin等[14]。除Epinecidin-1抗菌肽外，大多有關(guān)魚類抗菌肽的研究主要集中在抗菌肽分離純化及其抗菌活性等方面，用于飼料添加劑防治魚類病害及維持腸道及機體健康等研究較少且不深入。某些抗菌肽的抗菌譜廣、殺傷力強，對宿主細胞本身也有一定的細胞毒性，雖然研究證明“異種”抗菌肽在魚類養(yǎng)殖中具有提高生長性能，增強免疫力，維護腸道健康等功能，但是采用“同種”抗菌肽作為外源抗菌肽是否對魚類具有更好的效果和更小的副作用，還需要更多的研究。哪些種類的抗菌肽作為飼料添加劑效果好且比較經(jīng)濟，在實際應(yīng)用中對魚體是否具有副作用還需更多的數(shù)據(jù)支持。

3 抗菌肽對魚類腸道菌群的影響

魚類腸壁及腸內(nèi)容物中均含有大量以細菌為主的微生物，某些細菌能通過宿主腸道環(huán)境及本身遺傳特征等因素定向選擇而定殖下來[60]，但腸道中大多細菌的種類、數(shù)量等隨著魚類的生長階段、生理狀態(tài)、生活環(huán)境及餌料組成等變化而處于動態(tài)變化之中[61-62]。細菌的種類及數(shù)量在一定程度上影響魚類腸道健康甚至機體健康，主要表現(xiàn)在：魚類生長在較為適宜的條件下時，魚體與其腸道內(nèi)的菌群共同維持魚類機體的健康，但當外界條件(水質(zhì)、餌料等)改變時，可能引起魚類不同程度的應(yīng)激反應(yīng)，腸道內(nèi)的條件致病菌異常生長，由共棲菌轉(zhuǎn)為致病菌，導(dǎo)致菌群失調(diào)甚至暴發(fā)疾病，危害魚體健康[63-64]；其次，腸道菌群在生理狀態(tài)下代謝或合成的產(chǎn)物作為魚類生長所需的維生素、消化酶類等物質(zhì)，調(diào)節(jié)魚類的營養(yǎng)需求、消化吸收，具有促生長的作用；再次，腸道內(nèi)正常菌群覆蓋在腸黏膜上是腸道防御外源致病菌入侵的天然屏障。

Romero等[65]認為，水環(huán)境對魚類腸道菌群定殖起關(guān)鍵作用，而Moran等[66]認為，魚類腸道菌群結(jié)構(gòu)與宿主對食物的選擇密切相關(guān)。蘇保元[3]比較了天蠶素抗菌肽(200 mg/kg)和Surfactin抗菌肽粗提品以及Surfactin抗菌肽發(fā)酵產(chǎn)物(Surfactin抗菌肽有效含量均為100 mg/kg)對斜帶石斑魚腸道菌群的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加抗菌肽后，石斑魚腸道總菌數(shù)和乳酸菌數(shù)增加，而條件致病菌弧菌(Vibrio)數(shù)降低，其中天蠶素調(diào)控效果最好，Surfactin粗提品次之。一般情況下，魚類腸道內(nèi)條件致病菌[氣單胞菌、弧菌、假單胞菌(Pseudomonadaceae)等]數(shù)量最多，益生菌(芽孢桿菌、乳酸菌等)次之，致病菌最少[67]。腸道微生態(tài)的相關(guān)研究表明，致病菌和共棲菌需要相似的生態(tài)位才能在腸道中定殖和增殖[68]。飼料中添加抗菌肽表現(xiàn)出對腸道病原菌的抑制作用，病原菌數(shù)量的減少增加了有益菌的營養(yǎng)物質(zhì)以及生存和繁殖的空間，更進一步抑制有害微生物的生長，從而改善腸道的微生態(tài)環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，翟少偉等[2]研究攝食添加50、100、200 mg/kg Surfactin抗菌肽的飼料的吉富羅非魚時，其腸道中細菌總數(shù)無顯著變化，致病性大腸桿菌數(shù)量呈先降后升的趨勢，而乳酸菌數(shù)量呈現(xiàn)先升后降的趨勢，說明抗菌肽對腸道有益菌和致病菌的數(shù)量調(diào)控與抗菌肽的劑量有關(guān)。添加50 mg/kg的Surfactin抗菌肽時，有益菌乳酸菌數(shù)量最多，致病性大腸桿菌的數(shù)量最少，超過該添加量對腸道菌群反而有一定的負作用。腸道菌群是各種微生物在長期的進化過程互作形成的一個穩(wěn)態(tài)關(guān)系，各種微生物在腸道中存在相互競爭性排斥?？咕囊话憔哂袕V譜的抗菌活性，飼料中添加過量的抗菌肽抑制腸道中多種類型微生物的生長，破壞正常菌群的穩(wěn)態(tài)，導(dǎo)致腸道菌群失衡。

對魚類腸道中微生物進行分離純化培養(yǎng)，可分離培養(yǎng)的氣單胞菌屬、腸桿菌科等好氧和兼性厭氧菌可占約90%，而A、B型擬桿菌(Bacteroides)為主的專性厭氧菌數(shù)量較少[69-70]；宏基因組相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，魚類腸道中專性厭氧菌的數(shù)量遠遠超過兼性厭氧細菌和好氧菌，且腸道中有相當一部分細菌是不可培養(yǎng)細菌，其中變形菌門、厚壁菌門和擬桿菌門在不同魚類中均達90%以上[71]。熊明[50]采用16S rDNA高通量測序從宏觀菌群的結(jié)構(gòu)變化方面分析了長期投喂基因工程抗菌肽Pc-pchc對黑鯛腸道菌群的影響，結(jié)果表明，對照組和試驗組黑鯛腸道的菌群結(jié)構(gòu)和多樣性沒有顯著性變化，但是，試驗組腸道內(nèi)梭菌綱的相對豐度較低，能在一定程度上抑制腸道有害菌。宏基因組水平相關(guān)研究也表明，抗菌肽進入魚類腸道中，能殺滅部分致病菌，降低致病菌數(shù)量，增加腸道正常菌群，益生菌可以競爭更多的營養(yǎng)物質(zhì)及生存和繁殖空間，更進一步抑制有害微生物生長，改善腸道微環(huán)境。

抗菌肽由于其抗菌譜廣、不易產(chǎn)生耐藥性和不影響腸道微生態(tài)平衡等特點，在保護和改善魚類腸道健康的作用中受到越來越多的關(guān)注。目前，抗菌肽對魚類腸道菌群的影響研究也僅為分析部分細菌的數(shù)量變化，從而推測抗菌肽對腸道菌群的調(diào)控作用，而抗菌肽調(diào)控并穩(wěn)定腸道菌群的方式和生理功能仍不清楚，對于抗菌肽、腸道微生物和機體健康方面的互作研究還需要深入探討。

4 抗菌肽對魚類腸道組織結(jié)構(gòu)的影響

依據(jù)結(jié)構(gòu)和功能的不同，魚類腸壁從內(nèi)到外可分為黏膜層、黏膜下層、肌層和漿膜層。腸道黏膜層直接與營養(yǎng)物質(zhì)和腸道微生物接觸，作為黏膜屏障系統(tǒng)具有阻礙腸腔內(nèi)毒素和細菌入侵的重要功能。對機體而言，正常的腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能十分重要，腸黏膜形態(tài)被破壞，腸道屏障功能發(fā)生紊亂，腸道免疫系統(tǒng)失調(diào)等，會造成機體眾多疾病的發(fā)生。腸黏膜所形成的特殊構(gòu)造如皺襞高度、絨毛高度及隱窩深度等是腸道發(fā)育及其消化吸收功能的重要組織形態(tài)學(xué)指標[72]。翟少偉等[2]研究表明，不同水平(50、100、200 mg/kg)抗菌肽Surfactin顯著影響吉富羅非魚腸道皺襞的組織結(jié)構(gòu)，各添加組均能增加腸黏膜皺襞的高度，有助于增加腸黏膜的相對表面積，促進腸道消化吸收功能，其中50 mg/kg添加組腸道皺襞高度顯著高于其他添加組，是對照組皺襞高度的1.7倍。蘇保元[3]比較了不同抗菌肽——天蠶素、Surfactin粗提品以及Surfactin發(fā)酵產(chǎn)物對斜帶石斑魚腸道組織結(jié)構(gòu)的影響，研究結(jié)果表明，天蠶素和Surfactin抗菌肽均可增加其腸黏膜皺襞高度和肌層厚度。Surfactin發(fā)酵產(chǎn)物組對腸道皺襞高度的增加顯著高于其他添加組，而天蠶素組對腸道肌層厚度的增加顯著高于其他添加組。但是陳奕彬[6]研究發(fā)現(xiàn)，采用來源于雞腸道共生菌與異種菌(K12D31)混合培養(yǎng)發(fā)酵制成的抗菌肽C(200 mg/kg)和豬腸道解淀粉芽孢桿菌(B.amyloliquefaciens)分泌的抗菌肽P，以抗菌肽P用量為25、100、400、800、1600 mg/kg的組合方式飼喂吉富羅非魚，所有試驗組非但不能提高腸絨毛高度，甚至降低了腸絨毛的高度，增加隱窩深度，降低絨毛高度/隱窩深度比值，對腸道組織結(jié)構(gòu)(尤其是前腸)有一定的損傷。

魚類飼料中添加抗菌肽在一定程度上能提高腸黏膜皺襞和絨毛高度，增加肌層厚度，促進腸道的消化吸收功能，但超過一定劑量則會降低絨毛高度和絨毛高度/隱窩深度比值。其影響機制表現(xiàn)在：第一，抗菌肽能提高皺襞高度，從而提高腸黏膜上皮中的吸收細胞和杯狀細胞的數(shù)量，吸收細胞的數(shù)量增加促進腸道對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收作用，而分布在黏膜皺襞基部隱窩處的杯狀細胞能分泌大量黏液，提高潤滑和保護腸道的作用；平滑肌收縮是腸道蠕動的主要動力來源，抗菌肽促進肌層厚度增加，增加腸道的收縮能力，同樣有助于提高腸道的消化吸收功能；隱窩是腸上皮在絨毛根部下陷至固有層而形成的開口于相鄰絨毛之間的結(jié)構(gòu)，其深度表明腸細胞分化絨毛的能力，而腸道絨毛高度越高、隱窩深度越淺表現(xiàn)為絨毛高度/隱窩深度值越高，其消化吸收功能越強[73-74]，其絨毛高度/隱窩深度值降低說明抗菌肽的過量添加使得腸道消化吸收功能減弱。第二，適量添加抗菌肽可優(yōu)化腸道菌群結(jié)構(gòu)，改善腸道微生態(tài)來維持腸道正常發(fā)育，而抗菌肽用量過大，其廣譜殺菌性造成殺菌作用明顯影響腸道各種類型微生物的生長，導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)，影響腸道發(fā)育及腸道組織結(jié)構(gòu)。

5 抗菌肽對魚類腸道消化酶活性的影響

消化酶活性的高低直接影響魚類對飼料營養(yǎng)成分消化、吸收和利用，也是評價魚類生產(chǎn)性能的重要指標之一。除了肝臟、胰臟等消化腺分泌的消化酶外，腸道的某些菌株也能分泌淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶，且魚類腸道中的纖維素酶主要來源于腸道微生物[75]。研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加50 mg/kg Surfactin抗菌肽能顯著提高吉富羅非魚腸道蛋白酶和脂肪酶的活性[28]及花鰻鱺腸道脂肪酶活性[56]。劉翠玲[38]研究表明，在飼料中添加抗菌肽能提高鯉魚后腸蛋白酶的活性，對脂肪酶也有促進作用，且枯草芽孢桿菌(B.subtilis)等益生菌與抗菌肽復(fù)合使用促進作用更大。蘇保元[3]研究結(jié)果表明，飼料中添加Surfactin粗提品顯著提高了斜帶石斑魚腸道脂肪酶和蛋白酶活性，而Surfactin發(fā)酵產(chǎn)物和天蠶素雖在一定程度上促進其腸道蛋白酶和脂肪酶活性，但無顯著增加。大多研究結(jié)果表明，抗菌肽提高腸道蛋白酶和脂肪酶的活性，但大多對淀粉酶活性無顯著性影響。蔡云川等[54]研究發(fā)現(xiàn)，不同蛋白水平下添加不同含量的天蠶素抗菌肽對赤點石斑魚的腸道淀粉酶和蛋白酶的活性有一定差異。48%蛋白水平下添加0.01%抗菌肽時，腸道淀粉酶的活性最低，而44%蛋白水平下添加0.02%抗菌肽時，腸道淀粉酶活性最高；52%蛋白水平下添加0.02%抗菌肽時，腸蛋白酶活性最低，而48%水平下添加0.01%抗菌肽時，腸蛋白酶活性最高。可見腸道消化酶活性不僅與抗菌肽濃度有關(guān)，也與飼料中蛋白水平有一定的關(guān)系。關(guān)于抗菌肽飼料添加劑能一定程度提高腸道消化酶活性的原因，可能是一定量抗菌肽能促進腸道發(fā)育，在維持腸道黏膜完整性的同時增強腸道絨毛高度，降低隱窩深度。隱窩深度變淺可增加腸道黏膜上皮中杯狀細胞及成熟吸收細胞數(shù)量，細胞數(shù)量與腸道消化酶活性呈正相關(guān)[76]。研究也證明，抗菌肽在抑制腸道有害微生物繁殖的同時會促進有益菌的營養(yǎng)和繁殖空間，而分泌消化酶的大多為腸道有益菌，有益菌產(chǎn)生的消化酶數(shù)量增多也間接提高腸道消化酶活性[28]。

6 存在的問題及展望

腸道是與魚類所處水環(huán)境及餌料接觸面積最大的器官和行使消化吸收功能的重要場所。腸道與外界環(huán)境的特有關(guān)系在魚類營養(yǎng)功能、免疫調(diào)節(jié)、抑制病原菌等方面具有多種重要的功能，若腸道病變，往往會引起魚體及其他器官的損傷和功能障礙，影響自身健康。飼料中添加適量的抗菌肽，如Surfactin抗菌肽在吉富羅非魚中的適宜添加量為50 mg/kg[2，25-28]，在花鰻鱺中為25 mg/kg[56]，在斜帶石斑魚中為100 mg/kg[57]，能提高腸道消化酶活性，增強腸道對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，提高飼料利用率，改善腸道菌群結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)，從而提高機體抗氧化能力、免疫力與抗病力，促進動物健康生長。腸道健康是保障水產(chǎn)動物健康生長的關(guān)鍵因素，飼料中添加抗菌肽可在促進水產(chǎn)動物腸道發(fā)育，維持腸道的正常結(jié)構(gòu)和功能，提高消化酶活力、維持腸道菌群平衡、增強免疫能力等方面促進水產(chǎn)動物的生長，而今后的研究更應(yīng)側(cè)重于抗菌肽影響腸道健康的機制方面的研究。

但隨著魚類抗菌肽飼料在魚類養(yǎng)殖中的應(yīng)用越來越多，以及相關(guān)深入研究發(fā)現(xiàn)抗菌肽的添加量與作用效果并非呈正相關(guān)的關(guān)系，甚至高劑量會抑制生長或其他指標，對機體產(chǎn)生一定的毒害作用。飼料中家蠅抗菌肽的添加量超過0.2%時，降低了黃顙魚的質(zhì)量增加率、特定生長率和飼料效率[46]。飼料中重組中國明對蝦抗菌肽達到50 mg/kg后顯著抑制了羅非魚超氧化物歧化酶、溶菌酶的活性[20]。飼料中天蠶素抗菌肽添加量達到600 mg/kg時，建鯉質(zhì)量增加率下降，餌料系數(shù)上升[35]。羅非魚飼料中添加抗菌肽C 200 mg/kg和抗菌肽P分別為25、100、400、800、1600 mg/kg的組合使用，降低了羅非魚肝胰臟消化酶活力，損傷腸道結(jié)構(gòu)，對羅非魚的生長有一定的抑制作用[6]。可見，飼料中添加抗菌肽對機體生長和免疫起促進、抑制甚至毒性效果與其使用劑量直接相關(guān)，以上研究也表明不同類型的抗菌肽的最適添加量不同。在抗菌肽的使用過程中針對抗菌肽類型應(yīng)嚴格控制使用劑量，避免出現(xiàn)不良后果。

抗菌肽飼料添加劑已經(jīng)被國內(nèi)外眾多企業(yè)研發(fā)成功，并在水產(chǎn)養(yǎng)殖中進行了實踐應(yīng)用，表明其具有保護和改善腸道健康、增強機體免疫力及提高生產(chǎn)性能等作用，是有較大應(yīng)用潛能的綠色飼料添加劑。但還存在如天然抗菌肽含量少，分離純化難度大，化學(xué)合成成本高等限制因素?，F(xiàn)階段可通過原核或真核表達系統(tǒng)表達抗菌肽基因，較大規(guī)模獲得重組抗菌肽基因工程產(chǎn)品，這是目前最常用的方法?；蚬こ炭咕碾m然與天然抗菌肽一級結(jié)構(gòu)基本一致，但其空間結(jié)構(gòu)的差異性較大，空間結(jié)構(gòu)相對一級結(jié)構(gòu)對其活性的影響更大，基因工程抗菌肽與天然產(chǎn)物的活性是否一致，另外基因工程抗菌肽的使用是否有外源基因轉(zhuǎn)移擴散的安全隱患等都需要進行評價，只有被證實有效性和安全性的抗菌肽產(chǎn)品才能投入生產(chǎn)和應(yīng)用。