4 抗菌肽的应用前景
4.1抗菌肽作为新型抗生药物,在疾病治疗与预防中具有广阔的应用前景。抗菌肽是一种很有潜力的新抗菌药物来源,是一个方兴未艾的领域,随着研究的不断深入,会有一大批新型抗菌肽被发现,可望成为新型的抗菌和抗肿瘤药物在临床上应用,具有广谱抗菌且有独特的抗菌机制的抗菌肽显然在克服细菌耐药性方面具明显优势。目前已有十余种抗菌肽进行临床前或临床研究,随着对抗菌肽结构与活性的关系、抗菌肽作用机制及其基因表达调控机制认识的不断深化,设计一种高效的、有利于人类健康的抗菌肽作抗生素替代品是完全可行的。
4.2 抗菌肽可能成为一种新型的药物载体。两亲性抗菌肽的膜穿透性是其作为药物运输载体的基础,Laszlo Otvos等将分子量小且富含精氨酸残基的昆虫抗菌肽pyrrochoricin和其衍生物作为施药运载工具,可将抗原性较弱的9个残基的MHC-1的抗原表位递送到小鼠体内,产生很强的细胞毒性T细胞反应,证实pyrrochoricin 同系物具有运载抗原依赖性疫苗的潜力[46]。Magainin 与溶于50%乙醇的表面活性剂增强剂N-月桂酰肌氨酸一起可以破坏皮肤角质层中的脂质结构,从而增加了药物的皮肤透过性,该结果显示出抗菌肽作为透皮给药载体具有很好的发展前景[47-49],进一步探讨抗菌肽作为穿膜肽的应用具有广阔的前景。
4.3抗菌肽类食品防腐剂。天然防腐剂的研究和开发利用成了食品工业的一个热点。由于抗菌肽类防腐剂所具有的安全无毒害,甚至对人体有一定营养保健作用等优点,其研究开发无疑是一个很有前途的重要课题。乳酸链球菌素(Nisin)能够抑制部分革兰氏阳性菌的生长,尤其是可形成芽孢的细菌,Nisin 能阻止梭菌的生长与毒素形成,抗菌效果更强。Nisin 的应用与其它防腐剂相比,具有用量少、使用方便、防腐效果好、价格低廉的特点,使用它还可降低杀菌温度,减少热处理时间,因此能改进食品营养价值、风味、结构、颜色等性状。
4.4 抗菌肽作为畜禽饲料添加剂在畜牧业的应用。抗生素添加剂的使用严重破坏了动物肠道的微生物平衡,并易在动物体内残留,严重影响产品的品质和人类的健康。用基因工程方法生产环保型抗菌肽添加剂或者通过日粮因素调控抗菌肽基因的表达而达到畜产品无抗生素化值得进一步研究。本室以中国鲎抗菌肽tachyplesins I 、polyphemusins 、乳酸菌素Gassericin T 、中国林蛙皮肤抗菌肽RC基因酵母工程菌发酵产物制备的抗菌肽制剂肽百康在鸡饲粮中的添加量达500g/t时,不但能有效地抑制饲料中细菌的繁殖,显著增加鸡的平均日增重,提高对雏鸡脾脏指数、胸腺指数和法氏囊指数,作用最为明显。
4.5 抗菌肽在畜禽疾病治疗与预防中的应用。柞蚕抗菌肽应用于预防及治疗鸡白痢效果明显。陈晓生等报道,饲料中添加抗菌肽对肉鸭有促进生长的作用,应用含抗菌肽的柞蚕免疫血淋巴粉添加于断奶仔猪料,饲喂试验结果表明可减轻断奶仔猪腹泻。Wang等研究表明饲喂猪肠抗菌肽SGAMP能增强SPF鸡的粘膜免疫[50]。本室研制的抗菌肽制剂肽百康作为猪饲料添加剂可提高仔猪的日增重同时具用预防腹泻的作用,尤以基础日粮中添加320g/吨肽百康效果最好,应用于断奶应激期间的仔猪抗腹泻取得了与抗生素预防相同的作用效果。
4.6 抗菌肽作为饲料添加剂在水产养殖的应用。水产养殖中在饵料中大量使用抗生素作为添加剂, 不仅破坏水产养殖动物体内的正常菌群, 而且易在动物体内残留。基因工程抗菌肽替代传统抗生素或作为环保型饵料添加剂,既可以增强水产养殖生物的抗病能力, 又可以提高养殖水产品的质量。
4.7 转抗菌肽基因动物气管黏膜抗菌肽在小鼠乳腺组织表达,重组肽对大肠杆菌、肺炎克雷伯菌以及白色念珠菌均具有抗菌活性。近年来,将对病原生物有抑制作用的抗菌肽基因导入传播介体(蚊) 中,使其在昆虫体内高效稳定的表达,从而切断病原物的传播途径。
4.8 转抗菌肽基因植物培育抗病新品种是防治植物病害的根本途径。业已完培育成功的抗病转抗菌肽基因植物有抗梨火疫病转基因苹果树,抗烟草野火病、烟草花叶病毒病的转基因烟草,抗水稻白叶枯病转基因水稻,抗青枯病转基因烟草等[51],将抗菌肽基因转入农作物是培育作物抗病新品种的有效策略。