宋雪瑩， 高圣玥， 李 靜， 李 平， 李 偉， 藍(lán) 嵐， 唐玲玲， 宋 巖

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)分院，黑龍江齊齊哈爾 160000；2.黑龍江省鶴崗市農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，黑龍江鶴崗 154100）

抗菌肽又稱(chēng)宿主防御肽，是一種小分子多肽，具有兩親性、陽(yáng)離子性，在自然界中廣泛存在（Gianazza 等，2021；Elliott 等，2020）。 抗菌肽對(duì)革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽(yáng)性菌、真菌、病毒均有抑制作用。 除此之外，宿主在感染病原體時(shí)，抗菌肽通過(guò)調(diào)控免疫因子水平和免疫蛋白的產(chǎn)生， 發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用（Zamani 等，2021；Yang 等，2019；Ji 等，2019）。與傳統(tǒng)抗生素相比，抗菌肽不產(chǎn)生耐藥性，抗菌譜廣，在藥品開(kāi)發(fā)、食品加工、畜牧業(yè)中的作用日益凸顯。

1 抗菌肽的種類(lèi)

抗菌肽根據(jù)來(lái)源不同分為植物類(lèi)抗菌肽、昆蟲(chóng)類(lèi)抗菌肽、微生物類(lèi)抗菌肽和哺乳動(dòng)物類(lèi)抗菌肽。

1.1 植物抗菌肽 植物類(lèi)抗菌肽代表有防御素（Defensin）、 硫素 （Thionins）、 馬鈴薯抗菌肽（Snakin/ GASA ）、環(huán)肽類(lèi)蛋白（Cyclotides ）、橡膠蛋白（Hevein）、油脂類(lèi)蛋白（Lipid）和2 S 白蛋白（2 S Albumin）等（Shwaiki 等，2021）。 植物抗菌肽是植物抵御昆蟲(chóng)和微生物的第一道防線(xiàn)， 是植物先天免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的。 由于植物生存環(huán)境的復(fù)雜性， 植物防御素具有多樣性， 表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。 許多植物防御素的結(jié)構(gòu)含有多個(gè)二硫鍵形成的β-折疊和α 螺旋的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這也使得植物防御素具有廣譜抗菌性（Octavio 等，2011）。

1.2 昆蟲(chóng)抗菌肽 抗菌肽最早在昆蟲(chóng)體內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，1980 年， 瑞典科學(xué)家在天蠶蛹中首次發(fā)現(xiàn)昆蟲(chóng)抗菌肽，命名為天蠶素（Alhadrami 等，2022）。隨后， 在惜古比天蠶蛹和黑腹果蠅體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了天蠶素。 根據(jù)氨基酸序列的不同，又分為天蠶素A、天蠶素B、 天蠶素C、 天蠶素D 和天蠶素P1（Gu等，2022）。 目前，在NCBI 數(shù)據(jù)庫(kù)上收錄的昆蟲(chóng)抗菌肽有496 種。 其中， 甲殼類(lèi)抗菌肽較具代表性的，廣泛存在于甲殼類(lèi)動(dòng)物的甲殼中，由20 個(gè)氨基酸殘基組成， 二級(jí)結(jié)構(gòu)含二硫鍵 （Cairé 等，2022）。

1.3 微生物抗菌肽 微生物抗菌肽是由微生物代謝產(chǎn)生的一類(lèi)小分子多肽， 根據(jù)是否由核糖體產(chǎn)生分為以下兩類(lèi)：（1）非核糖體抗菌肽。 由枯草芽孢桿菌、 地衣芽孢桿菌等益生菌的特定基因編碼產(chǎn)生稱(chēng)為抗菌脂肽；（2）核糖體抗菌肽。 乳酸鏈球菌、植物乳桿菌、戊糖片球菌等核糖體產(chǎn)生的抗菌肽稱(chēng)為細(xì)菌素（陳亮等，2017）。根據(jù)菌屬的不同又分為細(xì)菌源抗菌肽、 放線(xiàn)菌源抗菌肽和真菌源抗菌肽（王露露等，2022）。細(xì)菌源抗菌肽有芽孢桿菌屬、乳酸菌屬、鏈球菌屬、克雷伯氏菌屬、假單胞菌屬、埃希氏菌屬、分支桿菌屬和腸球菌屬。 放線(xiàn)菌源抗菌肽主要來(lái)源于鏈霉菌屬和微單胞菌屬。真菌源抗菌肽種類(lèi)較少，多來(lái)源于木霉屬。

微生物類(lèi)抗菌肽除具有抗菌作用外， 對(duì)腫瘤細(xì)胞有明顯的抑制作用。 如枯草芽孢桿菌分泌的surfactin 抗菌肽對(duì)人乳腺癌細(xì)胞、 宮頸癌細(xì)胞和結(jié)腸癌細(xì)胞均有抑制的作用。

1.4 哺乳動(dòng)物抗菌肽 哺乳動(dòng)物抗菌肽是動(dòng)物機(jī)體本身存在的，在正常情況下不發(fā)揮活性，當(dāng)機(jī)體受到病原體侵襲時(shí)， 其肽的前體物質(zhì)在嗜中性粒細(xì)胞作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生變化， 形成具有活性的抗菌肽（Tally 等，2019）。 目前，NCBI 上搜索哺乳動(dòng)物抗菌肽基因927 類(lèi)，基因組中核苷酸421 個(gè)，表達(dá)蛋白2277 種。來(lái)源于水牛、美國(guó)短吻鱷、刷尾負(fù)鼠、山羌、揚(yáng)子鱷、緬甸蟒、穴兔、熱帶非洲爪蟾、老虎、人類(lèi)等動(dòng)物。 哺乳動(dòng)物抗菌肽有人源β-防御素 （β-defensin hBD1 和hBD2） （Agarwal 等，2022）、α-防御素 （α-defensin HNP1-3）（Genki等，2021）、 宿主防御肽 （LL-37）（Bankell 等，2022）、乳鐵蛋白肽（Zhang 等，2019）等，具有抗病毒、抗菌、抗腫瘤細(xì)胞和調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力作用。

2 抗菌肽的生物學(xué)功能

2.1 抗菌功能 抗菌肽對(duì)革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌具有廣譜的抗菌活性。 抗菌肽殺菌機(jī)理主要基于抗菌肽的結(jié)構(gòu)特征和理化性質(zhì)， 即二級(jí)結(jié)構(gòu)、兩親性、電荷數(shù)和氨基酸數(shù)量（Skvortsova等，2022）。 目前，對(duì)于抗菌機(jī)制僅限于假說(shuō)階段，被普遍認(rèn)可的有桶壁模型、地毯模型、環(huán)孔模型和聚集通道模型等四種。 地毯模型提出肽在雙分子層內(nèi)保持平行構(gòu)象，肽完全分布在細(xì)胞膜兩側(cè)，會(huì)產(chǎn)生一種破壞膜的清潔劑效果（Priyadarshini 等，2022）。桶壁模型，多肽被垂直引入雙分子層，最終結(jié)合形成一個(gè)孔隙（Vaiwala 等，2022）。 環(huán)形孔隙模型， 該模型提出肽垂直地呈現(xiàn)在脂質(zhì)雙分子層中以產(chǎn)生區(qū)域膜彎曲， 其中沿磷脂頭束形成孔隙（Szadkowska 等，2022）。 聚集通道模型，抗菌肽結(jié)合細(xì)胞膜上的磷脂分子形成復(fù)合物， 進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞膜也因受到彎曲張力導(dǎo)致細(xì)胞死亡（Matsuzaki，2019）。 這四種有關(guān)抗菌肽抗菌機(jī)制的假說(shuō)，表明其抗菌活性具有特異性，可以在不損傷內(nèi)源性細(xì)胞的情況下發(fā)揮抗菌作用， 這可能是因?yàn)锳MPs 的α-螺旋表面具有正電荷，可以方便地與帶負(fù)電荷的微生物膜相互作用， 而真核細(xì)胞的細(xì)胞膜則由不帶電的中性磷脂、 鞘磷脂和膽固醇組成（Sharma 等，2022；Li 等，2022）。

2.2 抗病毒功能 抗菌肽主要通過(guò)干擾病毒復(fù)制，阻礙病毒與宿主細(xì)胞特異受體結(jié)合，抑制病毒生存。另外，抗菌肽可直接作用于病毒包膜和蛋白衣殼來(lái)發(fā)揮抗病毒的作用。

哺乳動(dòng)物防御素最早在獼猴白細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，在機(jī)體受到病毒感染時(shí)，由巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、T 細(xì)胞和B 細(xì)胞分泌（Nelson 等，2020）。 20 世紀(jì)90 年代， 發(fā)現(xiàn)α-防御素具有抑制人類(lèi)免疫缺陷病毒（HIV）復(fù)制的作用，將合成的α-防御素注入到感染HIV-1 的小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)防御素與病毒蛋白結(jié)合， 從而破壞病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞所必需的受體（Solanki 等，2021）。 研究發(fā)現(xiàn)，抗菌肽LL-37可直接抑制HIV-1 逆轉(zhuǎn)錄酶的活性，阻止病毒復(fù)制（Wakabayashi 等，2014）。

2.3 免疫調(diào)節(jié)功能 抗菌肽可直接參與免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)，上調(diào)免疫因子白細(xì)胞介素8 （IL-8）、趨化因子受體表達(dá)水平（Chen 等，2011）。 如人源防御素可直接與趨化因子受體6（CCR6）結(jié)合，激活T細(xì)胞和未成熟的樹(shù)突狀細(xì)胞，發(fā)揮趨化功能，參與免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)。除此之外，抗菌肽還可降低炎癥反應(yīng)，抑制腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和白細(xì)胞介素6（IL-6）等炎癥細(xì)胞因子的分泌，從而減輕機(jī)體的炎癥損傷（Wu 等，2018）。

3 抗菌肽在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 改善生產(chǎn)性能 研究表明，對(duì)于不同生長(zhǎng)階段畜禽的日糧中添加抗菌肽， 均有提高機(jī)體生長(zhǎng)性能的作用，表現(xiàn)為提高日增重、飼料利用率、繁育率及產(chǎn)蛋率等。梁秀麗等（2020）將抗菌肽B-13添加到初生4 日齡的健康仔豬基礎(chǔ)日糧中， 添加劑量為10 g/kg，對(duì)照組僅飼喂基礎(chǔ)日糧，結(jié)果表明與對(duì)照組相比， 抗菌肽B-13 的添加提高了仔豬平均日采食量和平均日增重（P＜0.01），降低耗料增重比。 黃榮春（2017）在妊娠母豬和斷奶仔豬的基礎(chǔ)日糧中添加分子改造后天蠶素B， 添加劑量為30 g/kg，與空白對(duì)照相比，試驗(yàn)組仔豬出生重、平均產(chǎn)活仔數(shù)、平均產(chǎn)健仔數(shù)和健仔率顯著提高（P＜0.05）， 斷奶仔豬體重和日增重顯著提高（P＜0.05）， 動(dòng)物的日采食量和料肉比顯著降低（P＜0.05）。

β-防御素（DEFB）參與豬發(fā)情周期和妊娠特定階段， 在絨毛膜尿囊組織中也檢測(cè)到DEFB 的表達(dá)。 在妊娠早期，DEFB1、DEFB3 蛋白和DEFB2 mRNA 主要定位于子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞。 增加孕激素劑量可上調(diào)子宮內(nèi)膜外植體組織中DEFB2 和EP2C 的表達(dá)。 由此可見(jiàn)，DEFB 通過(guò)保護(hù)母系子宮內(nèi)膜和組織免受病原體的侵襲來(lái)調(diào)節(jié)先天免疫，以提高豬的生育能力（Lee 等，2023）。高盛杰（2022）將3 g/kg 蠅蛆抗菌肽添加到黃羽肉雞基礎(chǔ)日糧中，與僅飼喂基礎(chǔ)日糧空白對(duì)照相比，試驗(yàn)結(jié)果表明， 添加抗菌肽組的平均日增重顯著提高（P＜0.05），而料重比顯著降低（P＜0.05）。劉夢(mèng)雪（2022） 在海蘭褐蛋雞基礎(chǔ)日糧中分別添加100、200、400 mg/kg 的抗菌肽（試驗(yàn)1 組、試驗(yàn)2組、試驗(yàn)3 組），對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼糧。 結(jié)果表明，試驗(yàn)1 組和試驗(yàn)2 組蛋雞的產(chǎn)蛋率顯著提高（P＜0.05 ），試驗(yàn)2 組料蛋比顯著降低，平均蛋重顯著增加（P＜0.05）。試驗(yàn)2 組和3 組蛋黃顏色和蛋殼厚度顯著提高（P＜0.05）。 綜上所述，抗菌肽可有效提高蛋雞生產(chǎn)性能， 在添加量為200 mg/kg 最適宜。

3.2 提高免疫能力 孔祥雨（2020）研究表明，將抗菌肽防御素和蒼蠅復(fù)合抗菌肽添加到6 月齡雄性去勢(shì)成都麻羊基礎(chǔ)日糧中， 可顯著提高血清免疫球蛋白（IgA、IgM）水平（P＜0.05），顯著提高抗氧化指標(biāo)（SOD、CAT、GSH-Px、T-AOC）活性，增強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力。 楊顏銥（2017）為研究復(fù)合抗菌肽對(duì)山羊免疫功能的影響， 選取4 月齡黑山羊18 只，隨機(jī)分為對(duì)照組、試驗(yàn)1 組和試驗(yàn)2 組。 對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)1 組、2 組分別在每只基礎(chǔ)日糧中加入2、3 g 抗菌肽， 測(cè)定血清中免疫球蛋白（IgG、IgM、IgA）、細(xì)胞因子（IL-1β、IL-2、IL-6、IL-10、IL-12、IFN-α、IFN-γ、TNF-α）、 補(bǔ)體（C3、C4）含量。 結(jié)果表明，抗菌肽能顯著提高山羊血清免疫球蛋白、 細(xì)胞因子、 補(bǔ)體的含量 （P＜0.05），每只羊最適宜添加量為3 g。卜華超（2022）在14 ～ 28 日齡，感染鼠傷寒沙門(mén)氏菌肉雞基礎(chǔ)日糧中添加抗菌肽，檢測(cè)血清中免疫球蛋白含量，與僅飼喂基礎(chǔ)日糧對(duì)照組相比，IgM 和IgA 均極顯著提高 （P＜0.01）；IgG 在21 日齡之后極顯著提高（P＜0.01）。劉夢(mèng)雪（2022）將從枯草芽孢桿菌中獲取的抗菌肽添加到66 周齡海蘭褐蛋雞基礎(chǔ)飼糧中，試驗(yàn)28 d，與飼喂基礎(chǔ)飼糧相比，血清中IgA、IgG、IgM、IL-2、IL-10、IFN-γ 顯著提高 （P＜0.05）；試驗(yàn)56 d，試驗(yàn)組T 淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率顯著提高（P＜0.05）。

3.3 疾病防治 抗菌肽可以促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞發(fā)育，改善腸道組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的功能，可有效預(yù)防和降低腹瀉率。將抗菌肽CC31 添加到7 日齡羔羊基礎(chǔ)日糧中，與對(duì)照組（飼喂基礎(chǔ)日糧）相比，試驗(yàn)組十二指腸、空腸和回腸絨毛高度、絨腺比及絨毛表面積顯著增加（P＜0.05），隱窩深度顯著降低（P＜0.05）；同時(shí)，空腸Claudin-1 基因相對(duì)表達(dá)量顯著提高（P＜0.05）。 試驗(yàn)結(jié)果表明， 抗菌肽能夠上調(diào)腸道上皮緊密連接蛋白基因相對(duì)表達(dá)量，保障腸道黏膜屏障功能（秦龍，2018）。

抗菌肽還表現(xiàn)出抗病毒作用， 防御素可有效阻斷甲型肝炎病毒復(fù)制（Tomislav 等，2019）；抗菌肽LL-37 與病毒外膜作用， 發(fā)揮抗牛痘病毒（VACA）、A 型流感病毒（IVA）、鼻病毒（HRV）、痘苗病毒（VACV）作用（Khalife 等，2020）。

4 結(jié)語(yǔ)

抗菌肽來(lái)源廣泛，種類(lèi)豐富，具有廣譜抗菌、抗病毒活性，還可調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能。但抗菌肽易受外界因素和環(huán)境的影響， 導(dǎo)致抗菌肽在體內(nèi)的抑菌活性較弱，穩(wěn)定性較差，成為抗菌肽研發(fā)面臨的巨大挑戰(zhàn)。因此，開(kāi)發(fā)高效、穩(wěn)定、安全的抗菌肽制劑， 應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)是未來(lái)研究的重點(diǎn)任務(wù)之一。但目前，在畜禽日糧中添加抗菌肽的劑量還沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，這可能受所添加抗菌肽產(chǎn)品的成分、純度及動(dòng)物生長(zhǎng)階段的影響。綜上所述，抗菌肽作為綠色飼料添加劑使用，還應(yīng)充分考慮不同動(dòng)物、不同生長(zhǎng)階段的特定性。