乳酸菌抑菌作用機(jī)制的研究進(jìn)展

胡愛心 劉金松 許英蕾 吳艷萍*

(1.浙江農(nóng)林大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院·動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，杭州 311300；2.浙江惠嘉生物科技股份有限公司，湖州 313300)

動(dòng)物生產(chǎn)過(guò)程中，抗生素濫用導(dǎo)致的細(xì)菌耐藥性和藥物殘留給動(dòng)物、環(huán)境及人類健康帶來(lái)嚴(yán)重危害[1]。為此，我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的第194號(hào)公告規(guī)定“2020年7月1日起，飼料生產(chǎn)企業(yè)停止生產(chǎn)含有促生長(zhǎng)類藥物飼料添加劑(中草藥除外)的商品飼料”[2]。隨著“飼料禁抗”“養(yǎng)殖減抗”和“產(chǎn)品無(wú)抗”時(shí)代的到來(lái)，綠色安全的益生菌制劑作為重要的抗生素替代品倍受行業(yè)關(guān)注。乳酸菌(lactic acid bacteria，LAB)是最主要的飼用益生菌之一[3]，其為革蘭氏陽(yáng)性、過(guò)氧化氫酶陰性菌[4]，主要包括乳桿菌屬、乳球菌屬、雙歧桿菌屬、鏈球菌屬和腸球菌屬等[5]。LAB對(duì)減少抗生素使用和動(dòng)物生態(tài)健康養(yǎng)殖具有重要意義。大量研究表明，飼糧添加LAB可顯著提高飼料轉(zhuǎn)化率、促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)、增強(qiáng)免疫功能以及減輕腹瀉和腸炎等疾病，從而維持動(dòng)物健康和提高生產(chǎn)性能。LAB的主要益生作用是抑制腸道病原菌[6]，因此，對(duì)其抗菌機(jī)理的探究也已成為研究熱點(diǎn)。本文綜述了近年來(lái)LAB的抑菌分子機(jī)制研究進(jìn)展以及對(duì)畜禽主要病原菌的抑制效果，以期為L(zhǎng)AB替代抗生素應(yīng)用于防治病原菌感染提供理論參考。

1 LAB抑菌作用的分子機(jī)制

1.1 產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，直接抑制病原菌生長(zhǎng)

1.1.1 有機(jī)酸

LAB在發(fā)酵過(guò)程中可分泌大量有機(jī)酸，包括檸檬酸、甲酸和乳酸等，研究已證實(shí)其可顯著抑制畜禽致病菌[7]。據(jù)報(bào)道，LAB抑制致病菌的能力取決于菌株產(chǎn)生特定有機(jī)酸能力，并且其產(chǎn)酸具有菌株特異性。例如，植物乳桿菌UM55的培養(yǎng)上清中含有乳酸、苯乳酸(PLA)、羥基苯乳酸和吲哚乳酸；而布氏乳桿菌UTAD104無(wú)細(xì)胞上清液中含有乙酸、乳酸和PLA[8]。有機(jī)酸發(fā)揮抑菌功能主要有2種方式：一方面，其通過(guò)作用于細(xì)菌的細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜，干擾病原微生物的特定代謝功能(如復(fù)制、蛋白質(zhì)合成)，降低細(xì)胞內(nèi)的pH并抑制過(guò)量的內(nèi)部質(zhì)子的主動(dòng)運(yùn)輸，從而導(dǎo)致細(xì)菌死亡[9]；另一方面，有機(jī)酸還可通過(guò)改變微生物群體的組成，保護(hù)動(dòng)物免受pH敏感病原體的侵害，進(jìn)一步增強(qiáng)動(dòng)物胃腸道的形態(tài)和生理功能以及免疫系統(tǒng)[10]。體內(nèi)試驗(yàn)表明，飼喂含LAB和有機(jī)酸的飼糧顯著降低了動(dòng)物腸道、糞便中的病原菌數(shù)量及胴體中的葡萄球菌及大腸桿菌數(shù)量[11]。

1.1.2 細(xì)菌素

細(xì)菌素是LAB分泌的一類由核糖體合成、具有廣譜抑菌活性的蛋白質(zhì)類抑菌物質(zhì)，分為含羊毛硫氨基酸細(xì)菌素和不含羊毛硫氨基酸細(xì)菌素，其中主要由LAB分泌的包括植物乳桿菌素、乳桿菌唾液素和乳酸素等[12]。細(xì)菌素通過(guò)作用于細(xì)胞膜、細(xì)胞壁和細(xì)胞周期而發(fā)揮抗菌作用。首先，細(xì)菌素在靶細(xì)菌細(xì)胞膜上形成孔洞，增加細(xì)胞膜通透性及靶細(xì)胞膜質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)的耗散，破壞細(xì)胞膜的完整性，使細(xì)胞內(nèi)容物流出，導(dǎo)致細(xì)胞死亡[13]。研究表明，植物乳桿菌素K25通過(guò)滲透蠟樣芽孢桿菌細(xì)胞質(zhì)膜形成孔洞抑制其生長(zhǎng)[14]；雙歧桿菌素A通過(guò)增加大腸桿菌細(xì)胞膜質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)的耗散和膜的通透性、形成細(xì)胞膜孔，導(dǎo)致其無(wú)機(jī)磷酸鹽的泄漏及細(xì)胞跨膜電位和pH梯度的崩潰，最終使細(xì)菌完全解體[15]。其次，細(xì)菌素還可作用于細(xì)胞壁，使其形成孔洞導(dǎo)致細(xì)菌死亡，例如，植物乳桿菌素DL3通過(guò)滲透和破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞壁，使蛋白質(zhì)泄露起到殺菌作用[16]。最后，LAB的細(xì)菌素還可作用于細(xì)胞周期，研究表明，乳桿菌MN047產(chǎn)生的細(xì)菌素BM1029[15]及BM1300[17]通過(guò)阻滯細(xì)胞周期、影響細(xì)胞周期分布，對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌表現(xiàn)出較高的殺菌活性。

1.1.3 短鏈脂肪酸(short-chain fatty acids，SCFAs)

SCFAs主要包括乙酸、丙酸和丁酸等[18]，由腸道微生物通過(guò)發(fā)酵食物纖維產(chǎn)生并為其所利用[19]。作為腸道細(xì)菌的代謝物，其主要作用之一是維持腸道內(nèi)有利于共生細(xì)菌的環(huán)境并控制病原體的生長(zhǎng)。研究表明，SCFAs能通過(guò)激活哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3促進(jìn)腸上皮細(xì)胞產(chǎn)生胰島再生源蛋白Ⅲγ和β防御素，維持腸道穩(wěn)態(tài)[20]；還能通過(guò)穩(wěn)定轉(zhuǎn)錄因子——缺氧誘導(dǎo)因子，維持結(jié)腸的生理性缺氧，有利于腸道厭氧微生物群生存和控制沙門氏菌等病原體生長(zhǎng)[21]。此外，SCFAs鹽如甲酸鹽、乙酸鹽、丁酸鹽等也作為重要抗菌劑添加到飼糧中。據(jù)報(bào)道，丁酸鹽通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-10受體、閉合蛋白(occludin)等增強(qiáng)上皮細(xì)胞間的緊密連接，增強(qiáng)其屏障功能[22]；丁酸鈉在適宜濃度下可通過(guò)提高黏蛋白2的水平，顯著改善上皮細(xì)胞屏障功能[23]。

1.1.4 過(guò)氧化氫(H2O2)

H2O2是在有氧條件下，LAB通過(guò)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)氧化酶、超氧化物歧化酶等酶的作用下分泌的物質(zhì)。H2O2可以降低病原菌毒力、減少病原菌對(duì)上皮細(xì)胞的侵襲并殺死在腸道上皮細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散的病原菌，從而起到保護(hù)腸道的作用[24]。研究表明，乳酸和H2O2對(duì)病原菌具有協(xié)同增強(qiáng)的殺滅活性。低濃度乳酸和H2O2可以殺滅革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽(yáng)性菌，甚至殺滅真菌病原體。乳酸和H2O2可以依靠細(xì)胞內(nèi)的鐵離子產(chǎn)生羥基自由基，使經(jīng)處理后的細(xì)胞基因組DNA斷裂分散造成病原菌的死亡[25]。此外，H2O2通過(guò)改變膜的通透性致使致病菌內(nèi)容物泄露最終死亡[26]。

1.2 與病原菌競(jìng)爭(zhēng)定植位點(diǎn)

LAB抑菌的另一重要機(jī)制是與病原體競(jìng)爭(zhēng)黏附受體及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。在動(dòng)物腸道內(nèi)，病原體感染宿主的第1步是通過(guò)定植黏附于腸上皮。如沙門氏菌通過(guò)多種菌毛黏附素使其菌毛穿過(guò)腸道黏液層，黏附并侵入宿主的上皮細(xì)胞誘發(fā)感染。而LAB則通過(guò)細(xì)胞表面的脂磷壁酸與動(dòng)物細(xì)胞蛋白結(jié)構(gòu)受體位點(diǎn)之間鍵合黏附上皮細(xì)胞，這種黏附機(jī)制對(duì)于腸上皮細(xì)胞的破壞性較小，可通過(guò)黏液結(jié)合蛋白及S層蛋白與病原體競(jìng)爭(zhēng)宿主黏膜界面相同的附著位點(diǎn)[27]，以此排除黏附的病原菌及對(duì)可用營(yíng)養(yǎng)物進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)[28]，防止病原體附著并保護(hù)腸道免受腸道感染。研究表明，乳酸桿菌和雙歧桿菌可抑制并取代黏附在腸上皮細(xì)胞的致病性豬霍亂沙門氏菌，并通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)排斥機(jī)制阻止鼠傷寒沙門氏菌在雞腸道定植，促進(jìn)其他有益菌的快速生長(zhǎng)，抑制致病菌的生長(zhǎng)[29]。

1.3 調(diào)控腸道菌群平衡

腸道菌群的平衡可以抑制病原菌的生長(zhǎng)，提高動(dòng)物的免疫能力，保持機(jī)體健康。當(dāng)腸道菌群失調(diào)時(shí)，致病菌更易黏附在腸道上皮細(xì)胞，引起各類疾病以及其他器官的病變。LAB能刺激胃腸道中有益菌群的快速生長(zhǎng)，防止致病菌定植，恢復(fù)并維持腸道微生物平衡[30]。研究表明，植物乳桿菌L15菌株對(duì)大腸桿菌具有一定的抗黏附作用，可通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)、抑制和替代作用維持腸道平衡[31]。LAB還能調(diào)節(jié)腸道環(huán)境，抑制或殺死胃腸道中的病原體，改善腸道微生物平衡，調(diào)節(jié)腸道黏膜免疫，維持腸道屏障功能，從而有利于畜禽的健康[32]。據(jù)報(bào)道，植物乳桿菌L15通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)、抑制對(duì)大腸桿菌具有抗黏附作用，減少腸道內(nèi)大腸桿菌的數(shù)量[31]；約氏乳桿菌BS15通過(guò)增加腸道內(nèi)乳酸桿菌和約氏乳桿菌的數(shù)量，減少腸桿菌科數(shù)量使腸道菌群平衡[33]；飼糧中添加嗜酸乳桿菌LAC0201、發(fā)酵乳桿菌LFE0302和彎曲乳桿菌LCU0401可以減少動(dòng)物腸道中的腸球菌和腸桿菌數(shù)量，增加乳桿菌的數(shù)量[34]。

1.4 抑制病原菌群體感應(yīng)

群體感應(yīng)是細(xì)菌間普遍存在的一種通信系統(tǒng)[35]，細(xì)菌分泌的自誘導(dǎo)信號(hào)分子(autoinducer，AI)介導(dǎo)協(xié)調(diào)大多數(shù)病原菌的群體行為，能調(diào)控毒力因子表達(dá)、生物膜和菌毛形成、抗生素合成、質(zhì)粒結(jié)合轉(zhuǎn)移和次生代謝物的產(chǎn)生等生理過(guò)程[36]。研究表明，群體感應(yīng)系統(tǒng)對(duì)病原菌致病力的發(fā)揮和感染宿主至關(guān)重要，其分為3類：由AI-1介導(dǎo)的Ⅰ型、LuxS/AI-2介導(dǎo)的Ⅱ型和AI-3/腎上腺素(epinephrine，Epi)/去甲腎上腺素(norepinephrine，NE)介導(dǎo)的Ⅲ型系統(tǒng)，這3類系統(tǒng)主要參與病原菌菌毛和鞭毛合成、毒力因子表達(dá)、增強(qiáng)細(xì)菌黏附定植能力、侵染宿主和抵御補(bǔ)體殺傷等[37]。近年來(lái)已有研究發(fā)現(xiàn)，益生菌分泌的代謝產(chǎn)物可通過(guò)阻斷病原菌群體感應(yīng)信號(hào)發(fā)揮抗菌作用。據(jù)報(bào)道，乳酸片球菌產(chǎn)生的有機(jī)酸可抑制由銅綠假單胞菌群體感應(yīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的的細(xì)菌運(yùn)動(dòng)性以及彈性蛋白酶、細(xì)菌素和生物被膜的合成[38]；芽孢桿菌產(chǎn)生的脂肽類物質(zhì)豐原素可顯著抑制金黃色葡萄球菌的群體感應(yīng)信號(hào)而降低感染率[30]；此外，植物乳桿菌WCFS1能夠感應(yīng)銅綠假單胞菌中革蘭氏陰性病原體群體感應(yīng)分子，并可以通過(guò)啟動(dòng)自身的多個(gè)群體感應(yīng)系統(tǒng)來(lái)響應(yīng)其感應(yīng)分子的存在，抑制病原菌的生長(zhǎng)[39]。

1.5 調(diào)控腸道細(xì)胞免疫功能，抑制炎癥反應(yīng)

腸道免疫系統(tǒng)調(diào)控有益的微生物群組成，控制特定細(xì)菌的過(guò)度生長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)致病菌或分子作出反應(yīng)。LAB不僅可以直接與致病菌相互作用，還可以間接刺激并調(diào)控免疫系統(tǒng)與致病菌相互作用。當(dāng)免疫系統(tǒng)在對(duì)共生菌(無(wú)害)、互利菌(有益)和條件菌(致病)的耐受性之間建立起適當(dāng)?shù)钠胶鈺r(shí)，就會(huì)維持腸道內(nèi)穩(wěn)態(tài)[40]。病原體感染腸道后，免疫細(xì)胞被激活并釋放大量的促炎因子，如腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、IL-1等引起動(dòng)物機(jī)體腸道功能、免疫功能受損及炎癥性腸道疾病等，并伴隨有進(jìn)一步的潛在并發(fā)癥，影響機(jī)體健康[41]。LAB可通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞的TNF-α、IL-10等炎癥因子，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫功能,改善炎癥引起的不良反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，鼠李糖乳桿菌GR-1通過(guò)減少大腸桿菌對(duì)牛乳腺上皮細(xì)胞的黏附，改善大腸桿菌對(duì)細(xì)胞形態(tài)及超微結(jié)構(gòu)的破壞，并通過(guò)促進(jìn)Toll樣受體(Toll-like receptor，TLR)2和含核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)1的協(xié)同作用，抑制NOD樣受體家族包含pyrin結(jié)構(gòu)域蛋白3(NLRP3)炎癥小體的激活，降低有害的炎癥反應(yīng)[42]；在體外試驗(yàn)中，LAB代謝物可以增加細(xì)胞中IL-1β、IL-18和CD80 mRNA表達(dá)，降低CD206 mRNA表達(dá)，促進(jìn)巨噬細(xì)胞M1表型[43]，從而達(dá)到提高腸道細(xì)胞的免疫功能的目的；羅伊氏乳桿菌通過(guò)聚酮合成酶簇激活芳香烴受體，促進(jìn)了IL-22的產(chǎn)生并通過(guò)誘導(dǎo)產(chǎn)生抗菌肽(再生胰島衍生的3型蛋白凝集素)來(lái)增強(qiáng)先天免疫應(yīng)答，從而對(duì)抗腸道病原體并保護(hù)腸道組織[44]。

1.6 通過(guò)激活宿主細(xì)胞自噬途徑發(fā)揮抗菌作用

自噬是一種發(fā)生在多種應(yīng)激條件下的細(xì)胞內(nèi)降解過(guò)程，通過(guò)清除蛋白質(zhì)聚集物和受損的細(xì)胞器，在細(xì)胞的生存、發(fā)育和穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用[45]。自噬大致可分為：巨自噬、微自噬、分子伴侶介導(dǎo)的自噬以及選擇性自噬。其中選擇性自噬中的異源自噬是細(xì)胞識(shí)別并清除病原體的主要方式，也是上皮細(xì)胞抗沙門氏菌主要方式。細(xì)胞通過(guò)半乳糖凝集素-8、參與自噬的蛋白復(fù)合體及溶酶體等對(duì)入侵細(xì)胞的病原體做出反應(yīng)；自噬小體通過(guò)泛素化識(shí)別把部分逃逸到細(xì)胞質(zhì)中的沙門氏菌包裹，與溶酶體融合形成自噬溶酶體，從而將病原菌降解；此外還可利用泛素化接頭蛋白如p62、核點(diǎn)蛋白52(NDP52)和視神經(jīng)蛋白(OPTN)，將整個(gè)受損的含病原體液泡定位至自噬小體而降解[46]。自噬功能的缺失將導(dǎo)致腸上皮細(xì)胞抗菌物質(zhì)分泌受阻和病原菌清除能力下降。據(jù)報(bào)道，將腸上皮細(xì)胞的自噬基因——自噬相關(guān)16樣1(Atg16L1)和自噬相關(guān)5(Atg5)敲除后，沙門氏菌感染顯著增加，病原菌大量繁殖[37]。近年來(lái)研究表明，不同種類的LAB可以通過(guò)調(diào)節(jié)不同信號(hào)通路調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬，如唾液乳桿菌AR809可通過(guò)調(diào)節(jié)TLR/磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/mTOR和TLR/PI3K/Akt/核轉(zhuǎn)錄因子-κB抑制蛋白(IκB)/核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)通路活性來(lái)預(yù)防金黃色葡萄球菌誘導(dǎo)的咽部炎癥反應(yīng)[47]；鼠李糖乳桿菌則可通過(guò)PI3K/Akt/mTOR通路減輕致病菌感染引起的炎癥反應(yīng)，并能有效恢復(fù)受損的自噬通量[48]；短鏈乳桿菌BGZLS10-17產(chǎn)生的上清液可誘導(dǎo)CD4+和CD8+T淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、自然殺傷T細(xì)胞以及抗原提呈細(xì)胞發(fā)生自噬[49]。

2 LAB對(duì)畜禽主要病原菌的抑制效果

2.1 腸沙門氏菌

沙門氏菌病是一種重要的人畜共患病，主要由腸沙門氏菌感染引起。腸沙門氏菌包含至少2 500種血清型，其中引發(fā)畜禽感染的主要有鼠傷寒沙門氏菌、雞白痢沙門氏菌、腸炎沙門氏菌和豬霍亂沙門氏菌等[50]。大量研究表明，雞感染腸沙門氏菌可引起雞下白痢、肝炎、胃腸道炎癥、禽傷寒和輸卵管感染等疾病，嚴(yán)重影響雞肉和雞蛋品質(zhì)；豬感染后會(huì)導(dǎo)致仔豬頑固性下痢、敗血癥、肺炎和壞死性腸炎等，影響豬的正常生長(zhǎng)甚至導(dǎo)致死亡；當(dāng)人食入腸沙門氏菌污染的畜產(chǎn)品后會(huì)引發(fā)腸胃炎、菌血癥和腹瀉等胃腸道疾病，嚴(yán)重危害人類健康[51-52]。因此，在畜禽養(yǎng)殖過(guò)程中控制沙門氏菌感染及細(xì)菌耐藥性的意義重大。

近些年研究表明，LAB可通過(guò)不同機(jī)理作用于沙門氏菌，從而阻止病原菌對(duì)上皮細(xì)胞的黏附和侵襲，增強(qiáng)免疫應(yīng)答[53]。據(jù)報(bào)道，植物乳桿菌可減少沙門氏菌的定植，抑制病原菌對(duì)HCT-116細(xì)胞的黏附和滲透，從而保護(hù)宿主免受沙門氏菌誘導(dǎo)的腸道屏障破壞[54]；嗜酸乳桿菌ATCC4356可以緩解并改善沙門氏菌感染引起的結(jié)腸炎[55]；在沙門氏菌感染的畜禽模型中，飼喂唾液乳桿菌、屎腸球菌和羅伊氏乳桿菌能顯著降低雞腸道中沙門氏菌的定植和復(fù)制[56]。此外，LAB的代謝產(chǎn)物共軛亞油酸可以競(jìng)爭(zhēng)性地排除腸道中的沙門氏菌且顯著改變沙門氏菌的理化性質(zhì)、生物膜形成能力以及與宿主細(xì)胞的相互作用，并觸發(fā)宿主細(xì)胞的抗炎活性[57]。

2.2 大腸桿菌

大腸桿菌是畜禽養(yǎng)殖中的一類重要病原菌，主要包括致病性大腸桿菌(EPEC)、腸毒素大腸桿菌(ETEC)和彌漫性黏附性大腸桿菌(DAEC)[58]。其中，ETEC是造成豬腹瀉的主要原因，尤其會(huì)對(duì)仔豬和斷奶仔豬造成由腹瀉引起的終末期敗血癥，對(duì)世界范圍內(nèi)的養(yǎng)豬業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。ETEC由定植因子介導(dǎo)，在黏附素級(jí)附屬定植因子的協(xié)調(diào)作用下附著于小腸上皮細(xì)胞，通過(guò)Ⅱ型分泌系統(tǒng)和耐藥外膜蛋白TolC介導(dǎo)產(chǎn)生并輸送熱敏毒素或熱穩(wěn)定毒素到小腸中，激活細(xì)胞囊性纖維化跨膜調(diào)節(jié)的氯離子通道，使水通過(guò)滲透作用進(jìn)入腸腔導(dǎo)致腹瀉[59]。LAB可抑制ETEC生長(zhǎng)，抑制其黏附于腸道黏膜，并激活先天免疫應(yīng)答，其胞外多糖在適當(dāng)濃度下使用時(shí)，會(huì)抑制ETEC生物膜的形成。研究發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加植物乳桿菌B1可促進(jìn)大腸桿菌K88攻毒肉雞生長(zhǎng)性能的提高，降低盲腸ETEC數(shù)量，提高腸黏膜免疫[49]，還可通過(guò)增加SCFAs含量和減輕ETEC對(duì)仔豬腸道的損害，改善腸道健康[60]；羅伊氏乳桿菌HCM2具有減弱ETEC對(duì)感染小鼠結(jié)腸微生物群影響的潛力[61]。

2.3 金黃色葡萄球菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌

金黃色葡萄球菌是一種革蘭氏陽(yáng)性兼性厭氧菌，其所產(chǎn)生的中毒性休克毒素-1、凝集因子A、表皮剝脫素及腸毒素等可以引起機(jī)體強(qiáng)烈的免疫應(yīng)答并對(duì)腸道造成傷害。金黃色葡萄球菌使仔豬感染全身性或局部性皮膚病如油豬病或滲出性表皮炎[62]；并導(dǎo)致山羊脈絡(luò)膜炎、疥瘡、傳染性膿皰性皮炎和牛乳房炎[63]；由金黃色葡萄球菌引起的食源性疾病可引起腹部絞痛、惡心、嘔吐和腹瀉。研究表明，短乳桿菌gp104對(duì)致病性菌株如大腸桿菌、銅綠假單胞菌、鼠傷寒沙門氏菌和金黃色葡萄球菌具有抗菌作用，能夠競(jìng)爭(zhēng)、抑制和取代金黃色葡萄球菌對(duì)Caco-2細(xì)胞的黏附[64]；LAB發(fā)酵上清液對(duì)金黃色葡萄球菌具有抑制作用，且隨著發(fā)酵液濃度增大其抑制作用也增強(qiáng)[65]；乳酸鏈球菌L16可以改善并預(yù)防小鼠由金黃色葡萄球菌引起的腸道紊亂及其他病癥，維持腸道菌群平衡[66]。

產(chǎn)氣莢膜梭菌是革蘭氏陽(yáng)性厭氧細(xì)菌，能夠引起動(dòng)物壞死性腸炎、人類食物中毒和創(chuàng)傷性氣性壞疽[67]，已知可分泌20種強(qiáng)毒性毒素，其中壞死性腸炎毒素B可引起雞、火雞小腸和盲腸黏膜損傷，導(dǎo)致肉雞壞死性腸炎[68]。近年來(lái)已有研究表明，LAB可緩解由產(chǎn)氣莢膜梭菌感染引起的雞壞死性腸炎。研究表明，飼糧中添加嗜酸乳桿菌可改善肉雞腸道健康，降低肉雞壞死性腸炎死亡率并有助于恢復(fù)產(chǎn)氣莢膜梭菌感染所破壞的微生物群落[69]；LAB通過(guò)抑制產(chǎn)氣莢膜梭菌的生長(zhǎng)，緩解由其組織引發(fā)的病理學(xué)損傷，使肉雞具有抵抗感染的能力[70]；植物乳桿菌產(chǎn)生的有機(jī)酸可以穿透細(xì)菌細(xì)胞膜抑制產(chǎn)氣莢膜梭菌的生長(zhǎng)[71]。

3 小結(jié)與展望

盡管LAB益生功能眾多，作為抗生素替代物應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)具有很好的前景，但其抗逆性能較差、不耐熱、不易保存且在胃酸和膽鹽環(huán)境中存活率不高，這制約了其作用效果以及應(yīng)用推廣。未來(lái)可從動(dòng)物內(nèi)源微生物中內(nèi)篩選出有效且抗逆性強(qiáng)的LAB或使用基因工程技術(shù)增強(qiáng)其抗逆性。此外，近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，LAB可能也存在潛在的安全性問題，其可通過(guò)轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)和偶聯(lián)轉(zhuǎn)移方式等誘導(dǎo)內(nèi)源性微生物產(chǎn)生致病基因并在腸道內(nèi)累積。因此，利用先進(jìn)技術(shù)分離提取其菌體和發(fā)酵產(chǎn)物中的有效成分，可有效解決安全性以及不耐貯存等問題，而探究這些成分對(duì)動(dòng)物的作用效果和分子機(jī)制也有望成為未來(lái)的研究熱點(diǎn)[72]。