田 丹 楊元信

浙江康德權(quán)科技有限公司，杭州 311107

溶菌酶
——先天性免疫系統(tǒng)中的重要防御物質(zhì)

田 丹 楊元信

浙江康德權(quán)科技有限公司，杭州 311107

先天性免疫系統(tǒng)被認為是機體的第一道防線，能抵抗多數(shù)病原菌。溶菌酶在生物體內(nèi)普遍存在，其水平或活性是先天性免疫力的一個重要指標(biāo)。溶菌酶存在于黏液、淋巴組織、血漿等體液中，也在多種組織中表達，可溶解革蘭氏陽性菌和陰性菌細胞，本質(zhì)上具有調(diào)理作用，能激活補體系統(tǒng)和吞噬細胞。隨性別、年齡、季節(jié)、環(huán)境及疾病感染、壓力程度的不同，溶菌酶活性也不同。本文綜述了溶菌酶在先天性免疫系統(tǒng)中的作用。

溶菌酶；先天性免疫力；免疫增強劑；抗病力

流行病學(xué)研究表明母乳喂養(yǎng)嬰兒有許多好處，例如對嬰兒總體健康、生長、發(fā)育以及對大量急性慢性疾病的防護均有益處。特異性和非特異性防御因子均可介導(dǎo)疾病防護作用，其中抗菌蛋白溶菌酶是人乳中一種重要的非特異性免疫成分。溶菌酶是1，4-β-乙酰胞壁質(zhì)酶，可裂解細菌細胞壁肽聚糖的糖苷鍵，導(dǎo)致細菌細胞膜完整性受損，菌體溶解，是一種天然的抗菌物質(zhì)。聯(lián)合國糧農(nóng)組織、世界衛(wèi)生組織和許多國家，如奧地利、澳大利亞、比利時、丹麥、芬蘭、法國、德國、意大利、日本、西班牙和英國均認為溶菌酶沒有毒性，并批準(zhǔn)在某些食品、藥物和治療中使用溶菌酶，據(jù)估測，每年有100 t溶菌酶用于上述用途。在新鮮蔬菜、魚、肉、水果、蝦以及其他海產(chǎn)品的表面用溶菌酶進行包被可以防腐。在綠色健康養(yǎng)殖觀念日益深入人心的今天，溶菌酶以其天然綠色的抗菌特性越來越受到人們的關(guān)注。

1 溶菌酶及其功能

溶菌酶是先天性免疫系統(tǒng)中一種重要的防御物質(zhì)，起調(diào)節(jié)作用，能保護機體不受微生物侵入。溶菌酶是一種白細胞源性的黏多糖酶，廣泛分布于噬菌體、細菌、植物、無脊椎動物和脊椎動物體內(nèi)，大量動物分泌物（如黏液和唾液）和組織（如血液和植物液泡）中也存在溶菌酶。它能破壞革蘭氏陽性菌細胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之間的β-1，4糖苷鍵（肽聚糖層），從而保護機體免受細菌侵入。溶菌酶不能直接破壞革蘭氏陰性菌細胞，當(dāng)革蘭氏陰性菌外層細胞壁由于補體的作用而受到破壞時，細菌內(nèi)層肽聚糖在其他酶的作用下暴露出來，此時溶菌酶才能有效發(fā)揮作用。除抗菌作用外，溶菌酶還能直接激活多形核白細胞和巨噬細胞，或通過間接調(diào)理效應(yīng)促進吞噬作用。同時它還能攻擊含胞壁酸結(jié)構(gòu)、降解部分幾丁質(zhì)（N-乙酰氨基葡糖的線性聚合物），其中幾丁質(zhì)是真菌和某些脊椎動物外骨骼細胞的主要成分。

肝臟和肝外組織均可合成溶菌酶，但溶菌酶合成和分泌的動力學(xué)特征尚不清楚。哺乳動物和魚類溶菌酶主要存在于中性粒細胞、單核細胞和少量巨噬細胞中。腎臟中溶菌酶水平最高，接下來是消化道、脾臟、體表黏液、血清、鰓（魚類）、肝臟和肌肉，脾臟中溶菌酶活性較低。溶菌酶同免疫細胞密切相關(guān)，這與其防御傳染性疾病有一定關(guān)系。

在高等脊椎動物體內(nèi)，溶菌酶廣泛參與各種防御機制，包括溶菌作用、調(diào)理作用、免疫應(yīng)答強化作用，此外還具有部分抗病毒抗腫瘤活性。除防御作用外，溶菌酶還參與消化作用。由于魚生活的水體環(huán)境中病原菌特別多，這些與先天性免疫有關(guān)的物質(zhì)尤其重要，對于維持魚類自穩(wěn)態(tài)具有關(guān)鍵作用。在魚體內(nèi)，溶菌酶由白細胞釋放，具有抗菌作用，比哺乳動物的抗菌活性更廣，常被用作非特異性免疫功能的指示劑，對于魚類抵御傳染病具有頭等重要的作用。魚類體表黏液中含有多種非特異性體液防御因子，例如溶菌酶、補體、干擾素、C反應(yīng)蛋白、凝集素、溶血素和轉(zhuǎn)鐵蛋白。

溶菌酶對特定革蘭氏陽性菌的效果最為顯著，如金黃色葡萄球菌、蠟樣芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌、嗜熱糖梭菌和酪丁酸梭菌，但對大部分革蘭氏陰性菌無效。通過多種方法預(yù)處理靶微生物細胞，可以拓寬溶菌酶的抗菌譜。溶菌酶會攻擊綠膿桿菌的脂多糖層和其他細胞結(jié)構(gòu)如細胞質(zhì)膜，破壞外層細胞膜結(jié)構(gòu)，使得更多溶菌酶接觸并破壞深層細胞結(jié)構(gòu)，細胞因此通透性增加，導(dǎo)致細胞喪失生存能力但不溶解。

有報道指出，雞卵清溶菌酶所包含的肽序列可誘導(dǎo)細菌非催化性死亡，不同于細胞膜的酶裂解。梭菌蛋白酶消化溶菌酶可產(chǎn)生一個十五肽（98～112號氨基酸），具有抗菌活性而沒有溶菌酶活性[9]。During[10]等在T4和雞卵清溶菌酶中鑒定得到兩親性肽段，并對兩種合成肽A23（126～141號氨基酸）和A4（143～155號氨基酸）進行了分析。A4肽具有較強的殺細菌和抑真菌作用，而A23肽只對真菌有活性，經(jīng)檢測，兩種肽均不具有酶活性。不同于胃蛋白酶，某些蛋白酶不能水解溶菌酶，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、木瓜蛋白酶，但能水解變性的溶菌酶。隨著對溶菌酶認識的不斷增加，人們了解到雞卵清溶菌酶的抗菌作用不僅依賴其酶活性，更依賴于其結(jié)構(gòu)相變和特異抗菌結(jié)構(gòu)域。

Patrzykat等[11]指出，銀鮭魚體表提取物中含有溶菌酶和卵清溶菌酶，鰻弧菌通過組蛋白源性肽增強酶活性，而組蛋白源性肽本身并沒有活性。在組蛋白源性肽的作用下，革蘭氏陰性菌外膜被暫時或永久性破壞，使得溶菌酶得以與細胞壁反應(yīng)從而破壞細菌，溶菌酶活性因而增強。組蛋白源性肽能夠穿透鰻弧菌細胞膜，使得溶菌酶活性增強。

2 真正溶菌酶的標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)Jolles[12]提出的，真正的溶菌酶必須滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：1）可溶解溶壁小球菌（溶壁小球菌對溶菌酶敏感）；2）易被幾丁質(zhì)包被的纖維素吸收；3）低分子質(zhì)量蛋白；4）在酸性pH和高溫條件下穩(wěn)定，堿性條件下無活性。

3 益生素和溶菌酶

益生素是微生物細胞制劑或微生物細胞成分，對宿主的健康有積極作用。迄今為止關(guān)于益生素對溶菌酶活性的作用了解還不是很多。Panigrahi等[13]研究結(jié)果表明飼喂鼠李糖乳桿菌的虹鱒體內(nèi)溶菌酶活性顯著升高。與此類似，魚飼喂Carnobacterium maltaromaticum B26和 Carnobac terium divergens B33后腸黏膜溶菌酶活性較高。羅非魚飼喂益生素活細胞或死亡細胞后溶菌酶水平增強，再用遲緩愛德華氏菌感染羅非魚，其存活率提高。

4 溶菌酶與腸道健康

對于母乳喂養(yǎng)嬰兒，溶菌酶起防御消化道病原菌的作用，可降低消化道疾病。與飼喂配方乳的嬰兒相比，母乳喂養(yǎng)嬰兒的共棲菌群更為完善，說明溶菌酶和其他乳成分一起可幫助宿主建立適宜的消化道微生物環(huán)境。母乳喂養(yǎng)建立的腸道菌群可防護消化道疾病，對腸道的發(fā)育和成熟起到有益作用。仔豬和山羊飼養(yǎng)試驗表明，巴氏消毒溶菌酶轉(zhuǎn)基因山羊奶可調(diào)節(jié)小腸菌群數(shù)量和種類，大腸菌群數(shù)降低而有益菌數(shù)量增加。研究表明，母乳喂養(yǎng)時感染大腸桿菌腹瀉的幾率降低。

另外一些研究表明溶菌酶可調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)。盡管炎癥反應(yīng)對于清除某些感染十分重要，但對于腸道上皮來說是不正常的，長時間的炎癥反而會導(dǎo)致組織受損。病原菌感染引起腸道長期發(fā)炎使得腸道上皮細胞大量受損，并導(dǎo)致幼兒營養(yǎng)不良，以致生長受損。

5 結(jié)論

溶菌酶是一種水解酶，廣泛分布于生物體內(nèi)，在生物防御系統(tǒng)中起重要作用，可以抗病毒、抗菌及抗炎癥。溶菌酶廣泛分布于體表、皮膚、鰓、腸道和血清中，可防止細菌感染，有效殺滅或溶解革蘭氏陰性菌和陽性菌。季節(jié)、性別、性成熟、水溫、營養(yǎng)物質(zhì)、應(yīng)激和感染均會影響血清溶菌酶水平?？乖庖呤沟敏~體抗體水平和溶菌酶水平增加，而抗體形成的強度與溶菌酶活性呈正比。溶菌酶水平反映了免疫應(yīng)答發(fā)展的過程中白細胞數(shù)量的變化。感染引起白細胞數(shù)量變化，從而影響溶菌酶濃度，因此估測溶菌酶含量可用來診斷動物患病狀態(tài)。溶菌酶還可作為免疫標(biāo)記用來篩選抗細菌性疾病的個體進行選擇性育種。今后需要深入研究溶菌酶的抗菌活性，以加深對宿主-病原菌互作和免疫力的理解。

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2014-12-16

田丹，女，碩士生，執(zhí)業(yè)獸醫(yī)師。