摘要：
關鍵詞：腸桿菌肽；抗菌；抗炎；腸道健康
抗生素在養殖業中的使用非常普遍，但濫用抗生素造成的藥物殘留和細菌耐藥性問題已經嚴重威脅到人體健康和環境的發展，美國每年有200萬人遭受抗生素耐藥性感染，且其中有2.3萬人由于抗生素耐藥性感染而死亡[1]。目前很多國家都出臺了禁用抗生素的政策，抗生素替代問題也引起了人們的重視。自1981年，瑞典科學家Boman 等從惜古比天蠶蛹中首次分離出天蠶素以來，人們在動植物及細菌、真菌體內發現了超過3400種抗菌肽。抗菌肽不僅來源廣泛，而且熱穩定性高、抑菌譜廣、耐酸堿和蛋白酶，能夠有選擇性地殺滅細菌或真菌。此外，還具有抗病毒、抗氧化、促生長、調節免疫等多種生物學功能。 腸桿菌肽（Lasso Peptides）由美國普林斯頓大學于1993年從腸道細菌中分離得到的一種新型抗菌肽，由21個氨基酸組成，具有套索狀結構，無溶血性，結構穩定，對胃蛋白酶、胰蛋白酶以及高溫環境有著良好耐受性，能夠有效的殺滅大腸桿菌、沙門氏菌、志賀氏菌等革蘭氏陰性菌，且不易產生耐藥性[2,3]。目前，已經有大量動物臨床試驗證明，腸桿菌肽在替代抗生素添加到畜禽飼料中具有較好的抗菌消炎、增強腸道屏障、改善腸道菌群的效果。相信腸桿菌肽未來在畜牧養殖領域會發揮越來越重要的作用，減少動物性食品的藥物殘留，為人類健康保駕護航。 腸桿菌肽國內外研究進展 腸桿菌肽的理化性質 圖1 腸桿菌肽三維立體結構 抗菌肽的抑菌機制 腸桿菌肽的攝取機制：外膜蛋白FhuA的表達是成熟腸桿菌肽進入細胞的前提和所必需的蛋白。腸桿菌肽首先與FhuA受體的外環結合，然后內膜TonB-ExbB-ExbD復合物和SbmA將其轉運到細菌細胞質中[4-6]，進而發揮細胞內抗菌機制。腸桿菌肽主要以Salmnella和E coli 為靶點，作用機制是：一，通過抑制RNA聚合酶活性來干擾細菌mRNA以及蛋白質的合成。RNA 聚合酶的β亞基發生突變后，其對腸桿菌肽產生耐受性，從而確定其靶位點為RNA 聚合酶[7]；腸桿菌肽與RNA聚合酶次級通道的結合會阻礙核苷酸進入酶的活性位點，從而抑制 mRNA的形成和進一步蛋白質的合成[8]。二，腸桿菌肽通過改變細胞膜的通透性，使細菌細胞膜破碎，內容物外滲，導致病原菌死亡。如圖2所示。 圖2 腸桿菌肽的攝取及抑菌機制 腸桿菌肽具有廣譜的抗革蘭氏陰性菌活性，包括致病性大腸桿菌、沙門氏菌和志賀氏菌。據報道，腸桿菌肽對沙門氏菌的MIC為3.12 μg/mL，對大腸桿菌O157:H7的MIC為1 μg/mL，0.3%的腸桿菌肽對大腸桿菌 ATCC25922的MIC為300μg/mL，對大腸桿菌AZ1、大腸桿菌W1和W2的MIC均為200μg/mL，對沙門氏菌SK226和沙門氏菌1791的MIC均為100μg /mL[9-11]。而且腸桿菌肽對大腸桿菌和沙門氏菌野毒株也具有明顯的殺滅作用，隨著腸桿菌肽濃度的變大，其抑菌圈直徑不斷變大。Yu等[12-13]研究發現腸桿菌肽不僅對大腸桿菌和沙門氏菌具有顯著的抑殺效果，而且適量的腸桿菌肽還可以增加乳酸桿菌和雙歧桿菌等有益數量，并且還對腸桿菌肽對大腸桿菌和沙門氏菌的最小抑菌濃度做了詳細的比較，如表1、表2。 表1 腸桿菌肽對標準致病菌的最小抑菌濃度
注：aLKFZ菌株由北京生物飼料添加劑重點實驗室提供。臨床來源菌株SWI、BRO和CATT由中國農業大學獸醫學院獸藥檢測中心提供。SWI、BRO和CATT臨床來源的菌株是耐抗生素（林可霉素和替米考星）的沙門氏菌和大腸桿菌。b所有MIC和MBC值代表3個獨立的試驗均值。
腸桿菌肽除了抗菌消炎的作用，還具有提高采食量、降低料肉比、提高生產性能和調節免疫的功能。有研究發現，在飼料中添加500g/t 腸桿菌肽可以提高斷奶仔豬的日采食量、日增重、降低料肉比、降低腹瀉率、使仔豬毛色變優[17-19]。孫何軍等[20]研究報道，在基礎飼糧中添加100 g/t的腸桿菌肽可以使蛋雞產蛋率提高3.88%、臟蛋率降低12.68%、料蛋比下降0.07、死淘率降低40%、破蛋率降低14.63%，添加腸桿菌肽能顯著提高蛋雞的產蛋性能。關靜姝等[21]研究發現，在肉雞基礎日糧中添加300g/t 腸桿菌肽增加了肉雞的出欄體重和平均日增重，降低了料重比，提高了飼料的轉化率。卜艷玲等[22]通過在仔豬飼喂的基礎飼糧中分別添加30 g/t硫酸黏菌素、300 g/t天蠶素抗菌肽以及300、400和500 g/t腸桿菌肽對比發現，添加500 g/t 腸桿菌肽對提高斷奶仔豬生產性能、免疫性能和抗氧化能力均有顯著效果，且優于硫酸黏菌素。程振峰[23]研究發現腸桿菌肽（500g/t）、微生態制劑（500g/t）+腸桿菌肽（500g/t）組合對提高生長育肥豬平均日增重、降低料重比、提高仔豬血液中白細胞總數和淋巴細胞比率方面也具有顯著效果。
腸桿菌肽的穩定性與安全性
腸桿菌肽是利用蛋白工程技術在植物乳桿菌中高效生產的一種抗菌肽，腸桿菌肽的結構包含一個由Gly1的ɑ氨基和Glu8的γ羧基之間形成的內酰胺鍵連接的8個氨基酸殘基組成的（Gly1-Glu8）套索結構環，該多肽的尾部（Tyr9-Gly21)從這個套索環中穿過，且Ple19和Tyr20分別卡于環的兩側，在空間上通過非共價作用將這個尾部固定在環內，這種獨特的結構使其性質非常穩定。劉揚科等[24]通過體外進行的腸桿菌肽對大腸桿菌和沙門氏菌的抑菌效果研究發現，在人工胃液、腸液和熱處理的環境下，0.3%腸桿菌肽對腸桿菌和沙門氏菌的MIC為128 μg/mL，表明腸桿菌肽具有很強的穩定性。卜艷玲[22]也發現了類似的結果。表明腸桿菌肽對高溫、酸堿、蛋白酶等具有很好的耐受性。 目前，還未見有使用腸桿菌肽后出現不良反應的報道。Lopez等[9]研究報道，腸桿菌肽體外經過24 h在全血、血漿以及血清中仍保持完全活性，且不會出現溶血現象，能顯著抑制全血、同源的血漿和血清中沙門氏菌的數量。腸桿菌肽與傳統的抗生素抗菌作用機理具有很大的不同點，不易產生耐藥性，作為新藥開發來對抗細菌感染的潛力巨大[25,26]。
腸桿菌肽應用研究前景分析
目前，腸桿菌肽的研發和應用已經日趨成熟，一些抗菌肽產品已經規模化生產并投入到了生產一線，且得到了較好的反饋效果。除了腸桿菌肽原有的一些生物功能以外，通過生物工程等先進技術，對腸桿菌肽進行改造，發揮腸桿菌肽更優質的療效和特異性功能以后可能會成為一個發展趨勢。提高腸桿菌肽的特異性可以通過減少或改變胃腸道細菌群落中的微生物群的組成，有效的預防原發性和機會性感染[27]。腸桿菌肽未來在畜牧業、化妝品和食品防腐等領域的應用前景將會更加的廣泛。
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