那西肽生物活性及在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)展

陳貴才，唐逸嫦，王賢玉，張麗佳，左純子，徐 棟

（浙江匯能生物股份有限公司，浙江 海寧 314422）

作為一種含硫多肽類綠色飼料添加劑，那西肽可促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，提高飼料利用率，在畜牧生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用潛力。本文分別從菌株的選育、發(fā)酵工藝、作用機(jī)制、毒理學(xué)、藥物殘留和臨床應(yīng)用研究進(jìn)展等方面對(duì)那西肽的生物活性及在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用等進(jìn)行綜述，以期為那西肽的開發(fā)和臨床應(yīng)用提供參考。

那西肽（Nosiheptide）是一種含硫多肽類抗生素，具有促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，提高飼料利用率的作用。與其他抗生素類藥物相比，那西肽用量少，毒性小，無藥物殘留，對(duì)環(huán)境影響小，是一種新型高效的綠色飼料添加劑。那西肽由法國科學(xué)家1961 年首次發(fā)現(xiàn)，后在比利時(shí)、美國、法國等多個(gè)國家和地區(qū)進(jìn)行動(dòng)物飼喂試驗(yàn)，但其生產(chǎn)效率低，難以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工業(yè)化。20 世紀(jì)80 年代，那西肽生產(chǎn)方法得到突破，進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)階段，并于20 世紀(jì)80 年代末在國外批準(zhǔn)上市。我國在20 世紀(jì)80 年代后期由上海醫(yī)科大學(xué)生物合成教研室開始研究，在“八五”規(guī)劃期間取得了一定效果，成功掌握其生產(chǎn)工藝，于1998 年批準(zhǔn)成為國家三類新獸藥，并允許作為藥物添加劑在飼料中長(zhǎng)期使用。

那西肽又名諾肽菌素、多硫霉素，由12 個(gè)氨基酸及其衍生物組成，分子式為C51H43N13O12S6，分子量為1222，由放線菌菌株發(fā)酵產(chǎn)生。那西肽純品為黃色針狀晶體，溶于二甲基亞砜，二甲基甲酰胺，吡啶，氯仿；微溶于甲醇，乙醇，乙酸乙酯，二惡烷；不溶于水，冰醋酸，熔點(diǎn)為310～320 ℃，具有抗菌、抗病毒的作用。

1 菌株的選育及發(fā)酵工藝優(yōu)化

那西肽具有的促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，提高飼料利用率，不易產(chǎn)生耐藥性，動(dòng)物體內(nèi)無殘留，環(huán)境友好等特點(diǎn)，使得其在國外得到廣泛使用。隨著國內(nèi)市場(chǎng)對(duì)那西肽需求的不斷增長(zhǎng)，提高那西肽菌株的發(fā)酵能力，優(yōu)化那西肽發(fā)酵條件為工業(yè)化生產(chǎn)提供基礎(chǔ)是那西肽的研究重點(diǎn)。

1.1 菌種選育研究

活躍鏈霉菌、抗生素鏈霉菌和青灰色鏈霉菌均能夠產(chǎn)生那西肽，其中活躍鏈霉菌在菌種選育與工業(yè)微生物發(fā)酵那西肽中得到了廣泛的應(yīng)用。常見的產(chǎn)生那西肽的菌種選育有以下幾個(gè)方式。

1.1.1 誘變育種 （1）誘變育種是指在人為條件下，利用物理、化學(xué)等因素，誘變微生物細(xì)胞群使其發(fā)生可遺傳的變異，從中選擇優(yōu)勢(shì)個(gè)體直接或間接育成新品種的育種方法。誘變育種因方法簡(jiǎn)單快速又收效顯著等特點(diǎn)，成為工業(yè)微生物育種的重要手段。（2）李依韋[1]等人通過對(duì)游動(dòng)放線菌進(jìn)行紫外誘變與化學(xué)誘變，對(duì)誘變菌株進(jìn)行那西肽發(fā)酵，測(cè)定不同發(fā)酵條件下那西肽的含量。對(duì)比發(fā)酵那西肽產(chǎn)量高低獲得1 株高產(chǎn)菌株zLL。zLL 菌株在優(yōu)化后的發(fā)酵培養(yǎng)基條件下，那西肽的最高產(chǎn)量為1 582.73 μg/ml，與未優(yōu)化培養(yǎng)基相比產(chǎn)量提高了16.65 %。張善飛[2]等人采用常規(guī)的物理誘變劑-紫外線（UV），對(duì)那西肽生產(chǎn)菌進(jìn)行誘變處理，然后進(jìn)行多種氨基酸富集培養(yǎng)，試驗(yàn)表明90 s 為菌株的最適誘變處理時(shí)間，UV 的誘變處理與富集培養(yǎng)法處理的結(jié)合能夠提高篩選目標(biāo)突變體效率，有效提高了那西肽生產(chǎn)菌的產(chǎn)量。

1.1.2 原生質(zhì)體融合育種 原生質(zhì)體融合育種是指通過微生物雜交將不同菌株的遺傳物質(zhì)進(jìn)行交換、重組，使得不同菌株的優(yōu)良特性集中于一個(gè)重組體中。特點(diǎn)是可以獲得雙親遺傳性狀穩(wěn)定的重組子，克服了傳統(tǒng)育種突變位點(diǎn)單一的缺陷。劉璇[3]確定了活躍鏈霉菌原生質(zhì)體最佳制備、再生和融合的條件，通過原生質(zhì)體融合的手段對(duì)優(yōu)良菌株進(jìn)一步育種，篩選得到比原始菌株那西肽產(chǎn)量提高511 % 的產(chǎn)生菌。劉曉會(huì)[4]通過原生質(zhì)體融合技術(shù)，得到了比出發(fā)菌株平均發(fā)酵單位提高69.57 % 的融合產(chǎn)生菌，發(fā)酵單位最高達(dá)到1 579.5 μg/ml。

1.1.3 基因工程育種 （1）基因工程又稱重組DNA 技術(shù)，是指將一種或多種生物的基因與載體在體外進(jìn)行拼接重組，然后轉(zhuǎn)入另一種生物受體，使得受體按照人們的意愿表達(dá)出新性狀。（2）復(fù)旦大學(xué)周珮[5]等人采用基因工程技術(shù)構(gòu)建含vhb 和sam 基因的重組DNA，通過轉(zhuǎn)化將其轉(zhuǎn)入活躍鏈霉菌Z13 中以提高那西肽產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。秦漢俊等人[6]通過基因工程手段將糖多孢紅霉菌bldD 基因轉(zhuǎn)化乳活躍鏈霉菌N-H中，構(gòu)建的工程菌株與出發(fā)菌株相比，那西肽產(chǎn)量提高了68 %。

1.2 工藝優(yōu)化

1.2.1 發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化 發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化可以通過改善微生物生長(zhǎng)代謝，提高那西肽產(chǎn)量。李橋亮[7]為選用最有效的有機(jī)氮源和碳源，試驗(yàn)比較并評(píng)價(jià)了6 種不同種類植物油及4 種不同加工溫度產(chǎn)生的黃豆餅粉對(duì)那西肽發(fā)酵產(chǎn)生的影響，結(jié)果表明，低溫黃豆餅粉-菜籽油為最佳組合，其搖瓶平均化學(xué)效價(jià)比對(duì)照高出44.11 %，使那西肽保持了穩(wěn)定的發(fā)酵水平。項(xiàng)駟文[8]在酵母粉0.31 %、黃豆粉6.42 %、NaCl 0.41 %、接種量5.5 % 的優(yōu)化條件下，搖瓶效價(jià)比優(yōu)化前提高了10.95 %。

1.2.2 發(fā)酵條件優(yōu)化 （1）種齡、接種量、溫度、pH、溶氧量是微生物發(fā)酵的關(guān)鍵因素，良好的發(fā)酵條件不經(jīng)能降低生產(chǎn)成本，還能使那西肽產(chǎn)生菌的高產(chǎn)水平得到最大程度地發(fā)揮。（2）周珮[9]等人對(duì)那西肽的發(fā)酵工藝進(jìn)行了比較詳細(xì)的研究，獲得了較為適用于工業(yè)生產(chǎn)的搖瓶配方為4 % 葡萄糖和3 % 淀粉、少量無機(jī)氮源及各種金屬離子等，種齡28～32 h，最佳培養(yǎng)溫度為28～30 oC，培養(yǎng)時(shí)間為84～96 h，初始pH 為7.0～8.0，接種量為5 %～7.5 %。提高通氣量，那西肽的產(chǎn)量可以進(jìn)一步提高。夏俊[10]等研究活躍鏈霉菌36# 搖瓶發(fā)酵合成那西肽的優(yōu)化條件為，在種齡40 h、接種量5 %、初始pH 值為6.5、溶氧量7 %、28 oC 的發(fā)酵溫度下，那西肽產(chǎn)量最高達(dá)到1 194 mg/L，比原工藝產(chǎn)量增加了29.3 %。

2 那西肽的作用機(jī)制及生物活性研究進(jìn)展

2.1 作用機(jī)制

2.1.1 促生長(zhǎng)機(jī)制 那西肽具有促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、提高飼料利用率的作用。作用機(jī)制是通過抑制有害細(xì)菌生長(zhǎng)，調(diào)控動(dòng)物腸道內(nèi)的微生物菌群，使腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生間接改變，增加腸道消化吸收面積。研究表明，對(duì)仔豬飼喂含有那西肽的飼料，起到了減小空腸和回腸的腸壁厚度、降低隱窩深度、增加腸內(nèi)絨毛高度的作用。動(dòng)物機(jī)體消化吸收能力增強(qiáng)，減少了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失浪費(fèi)，提高飼料的有效利用率[11]。

2.1.2 抗菌機(jī)制 那西肽通過選擇性抑制蛋白質(zhì)的生物合成而抑制革蘭氏陽性菌的生長(zhǎng)。研究表明，那西肽在體內(nèi)外均可抑制蛋白質(zhì)的合成，通過與50S 核糖體亞單元上的23S rRNA-L11 蛋白復(fù)合體緊密結(jié)合，從而抑制延長(zhǎng)因子 Tu 和GTPase 的活性，阻礙GTP 的水解，最終抑制蛋白質(zhì)的合成，使細(xì)菌的生長(zhǎng)受到抑制。同時(shí)那西肽抑制細(xì)菌生長(zhǎng)作用受鎂離子濃度影響，在一定范圍內(nèi)隨鎂離子濃度的增加，抑制作用增強(qiáng)[12,13,14]。

2.2 生物活性研究

（1）那西肽對(duì)革蘭氏陽性菌有明顯的抑制作用。那西肽不但對(duì)革蘭氏陽性菌，如葡萄球菌、梭狀芽胞桿菌、破傷風(fēng)桿菌、肺炎雙球菌等具有強(qiáng)大的抗菌活性，還對(duì)革蘭氏陰性菌，如大腸桿菌、沙門氏菌、布氏桿菌等也有一定的抗菌作用。（2）那西肽能夠抑制細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖的合成，還能抑制蛋白質(zhì)合成，細(xì)胞壁不完整使細(xì)菌裂解死亡。（3）那西肽對(duì)革蘭氏陽性菌有明顯的抑制生長(zhǎng)作用，最小抑菌濃度（MIC）平均為0.008 μg/ml。對(duì)金 黃色葡萄球 菌的 MIC 為0.001 μg/ml；對(duì)其他葡萄球菌屬細(xì)菌的MIC 為0.0005～0.004 μg/ml。（4）那西肽還具有抗病毒作用，那西肽對(duì)HBs Ag 和HBe Ag 的50%抑菌濃度（IC50）分別小于12.5 和41.6 μg/ml，治療指數(shù)分別大于 16 和 4.8；并且那西肽在12.5 μg/ml 濃度下對(duì)細(xì)胞內(nèi)乙肝病毒脫氧核糖核酸（HBVDNA）的抑制率為26.4%[16]。不論對(duì)乙肝病毒（HBV）抗原還是HBVDNA 和乙肝e 抗原（HBeAg）都有較好的抑制效果。

3 那西肽毒理學(xué)及殘留研究進(jìn)展

3.1 毒理學(xué)研究

（1）那西肽的毒性低，周善湘[18]采用大鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，口服那西肽最大劑量13 060 mg/kg體重，皮下注射4 160 mg/kg 體重，連續(xù)給藥10 d 未見大鼠死亡，體重、進(jìn)食、飲水等生理指標(biāo)與活動(dòng)未見異常。在大鼠日糧中分別添加0、200、1 000、6 000 mg/kg 那西肽，飼喂3 個(gè)月，經(jīng)一般臨床試驗(yàn)，及血液、生化指標(biāo)檢查后，均未發(fā)現(xiàn)蓄積毒性。（2）那西肽致畸性副作用亦未發(fā)現(xiàn)，妊娠小鼠每日強(qiáng)制供給1 000、2 000、5 000 mg/kg 體重的那西肽，試驗(yàn)結(jié)果顯示為陰性[19]。（3）小林功[14]等考察了那西肽的遺傳毒性，對(duì)那西肽作了包括基因的重組、回歸變異、修復(fù)以及那西肽誘導(dǎo)變異等體外試驗(yàn)，這些誘發(fā)基因損壞的試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果為陰性，未發(fā)現(xiàn)那西肽具有基因損傷。（4）以上研究表明，那西肽無論以何種方式給藥，畜禽均未發(fā)現(xiàn)明顯副作用，顯示那西肽是一種毒性低的飼用抗生素。

3.2 藥物殘留研究

為考察給藥后那西肽在動(dòng)物組織器官的代謝及殘留行為，小林功[14]給雞與豬連續(xù)飼喂含20 mg/kg 那西肽的日糧，在給藥期間及停止給藥的0～7 d 屠宰，檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的肝、肌肉、脾、心臟等殘留量均小于臨界值0.025 mg/kg。周佩[20]分別將含那西肽2.5 mg/kg、5 mg/kg 的日糧飼喂肉雞，在停藥16、48、72 h 后屠宰，對(duì)肌肉、肝、脾臟、腎臟、心臟等臟器進(jìn)行那西肽殘留含量檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)殘留均低于0.01 mg/kg。朱淑斌等[21]分別用10、50 mg/kg 的那西肽飼喂30 kg左右的二元雜交生長(zhǎng)豬，當(dāng)豬的體重達(dá)到90 kg時(shí)，分別按照0、3、7 d 的停藥期，檢測(cè)那西肽在試驗(yàn)豬器官內(nèi)的殘留，當(dāng)高效液相色譜測(cè)靈敏度為0.01 mg/kg 時(shí)，在高、低劑量那西肽組豬的心臟、肝臟、腎臟和背最長(zhǎng)肌中均未檢測(cè)出那西肽殘留。

4 臨床應(yīng)用研究

4.1 養(yǎng)禽業(yè)生產(chǎn)

（1）飼料中添加那西肽可以明顯促進(jìn)肉仔雞的生長(zhǎng)，改善肉仔雞的胴體品質(zhì)。史螢華等人[22]在肉仔雞日糧中添加2.5mg/kg 的那西肽，結(jié)果表明其屠宰率、凈膛率、半凈膛率、胸肌率、腿肌率與對(duì)照組比均有提高，腹脂率降低了18.4%，且那西肽的效果顯著優(yōu)于黃霉素。（2）那西肽能提高蛋雞產(chǎn)蛋率、蛋殼厚度、日采食量、平均蛋重、降低料蛋比、改善蛋殼質(zhì)量及提高蛋中不飽和脂肪酸含量。趙旭明等人[23]選用240 只羅曼產(chǎn)蛋雞做實(shí)驗(yàn)，研究表明，飼料中添加的那西肽能明顯提高平均日產(chǎn)蛋率、日采食量、蛋殼厚度和蛋殼相對(duì)質(zhì)量。另外，那西肽能夠顯著提高血清中白蛋白、總蛋白、過氧化物歧化酶和堿性磷酸酶活性，顯著降低尿酸含量。同時(shí)那西肽顯著提高血清中促卵泡激素和促黃體激素的含量，雌二醇也有升高趨勢(shì)。朱曉亮[24]等人選取40 周齡白來航種母雞432 只，研究飼料中添加那西肽對(duì)蛋雞的影響，研究發(fā)現(xiàn)日糧中添加1.0 mg/kg 那西肽組的蛋雞生產(chǎn)性能有所提高，雞蛋中不飽和脂肪酸的含量也有所提高。

4.2 養(yǎng)豬業(yè)生產(chǎn)

（1）據(jù)研究表明，那西肽具有提高仔豬體重及改善飼料利用率的功效，并且具有抑制仔豬腸炎的作用。沈順新等人[25]用180 頭杜長(zhǎng)大三元雜交仔豬分3 組進(jìn)行試驗(yàn)，分別在3 組試驗(yàn)豬的日糧中添加5 mg/kg 那西肽、15 mg/kg 阿美拉霉素和 20 mg/kg 維吉尼亞霉素，3 種藥物均與20 mg/kg 硫酸粘桿菌素配伍使用，連續(xù)飼喂36 d，試驗(yàn)結(jié)果表明，那西肽組的日增重最高。（2）翟衛(wèi)紅等人[26]的研究結(jié)果表明，在育肥豬20～60 kg 生長(zhǎng)期，添加5 mg/kg、10 mg/kg、20 mg/kg 那西肽后，料重比顯著降低，分別降低了6.2 %、10.3 %、10.9 %。這些數(shù)據(jù)表示，在生長(zhǎng)豬日糧中添加那西肽，日增重明顯提高，料重比降低，飼料成本顯著降低，同時(shí)飼喂那西肽可以使生長(zhǎng)豬皮膚紅潤(rùn)，毛色發(fā)亮。

5 應(yīng)用前景

綜上所述，那西肽不僅能夠促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，提高飼料利用率，而且在動(dòng)物體內(nèi)無殘留，對(duì)環(huán)境無污染，是一種新型高效的飼料添加劑。那西肽能夠廣泛應(yīng)用于畜禽業(yè)與水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中，那西肽的生產(chǎn)工藝越來越成熟，使其具有很大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。20 世紀(jì)90 年代以來，我國對(duì)那西肽的研究不斷深入，那西肽的產(chǎn)量得到大幅度提升。如今，隨著各個(gè)國家對(duì)飼用抗生素進(jìn)行限制，社會(huì)與人類對(duì)食品安全與環(huán)境安全要求越來越高的情況下，那西肽作為一種毒性小、無殘留的綠色環(huán)保飼料添加劑，具有很大的開發(fā)與利用空間，其應(yīng)用前景十分廣闊，在畜禽與水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。