养鱼，能否不再用抗生素？华东理工大学在水产养殖业抗生素替代研究中取得突破
本文转自：新民晚报
眼下， 水产养殖严重依赖抗生素的使用， 然而抗生素在养殖产品和自然环境中的残留已经在全球范围内引起了严重的微生物耐药性问题， 包括中国、欧盟、美国和英国在内的多个国家和共同体已经相继出台政策要求减少甚至禁止在饲料中使用抗生素 。 因此， 迫切需要开发可替代抗生素的高效抗菌、生物安全、环境友好和生物降解的水产养殖用新型抗菌剂 。
近日， 华东理工大学刘润辉教授课题组在养殖用抗生素替代研究中取得了突破， 发现了生物可降解的多肽聚合物， 其具有高效的广谱抗菌活性和良好的生物相容性 。 优选的多肽聚合物不仅在斑马鱼体内感染模型中表现出显著的治疗效果， 并且连续使用未发现细菌产生耐药性 。 同时， 该研究发现的抗菌多肽聚合物在酶的作用下可以降解为完全失去抗菌活性的单个氨基酸和二肽， 有效避免了抗生素在环境中残留造成的抗菌耐药性难题， 实现了水产养殖中对抗菌剂高抗菌活性、生物安全性和环境友好性的完美统一 。
该研究基于刘润辉教授课题组前期建立的NCA快速开环聚合方法， 合成了由不同比例的赖氨酸和丝氨酸组成的多肽聚合物， 并通过高通量筛选方法， 优选出对养殖业中的常见致病菌具有广谱抗菌活性， 同时保持低溶血活性和低细胞毒性的抗菌多肽聚合物 。
【养鱼，能否不再用抗生素？华东理工大学在水产养殖业抗生素替代研究中取得突破】相比于常用抗生素， 多肽聚合物表现出更快的杀菌速度， 并且长期使用也不会诱导细菌产生耐药性和交叉耐药性 。 与大部分无法降解的抗生素或其他降解后仍保留抗菌活性的抗菌剂相比， 生物可降解的多肽聚合物的酶降解产物完全失去抗菌活性， 可以有效减少环境中抗菌物质的残留和相应的选择性抗菌压力 。
该研究还建立了斑马鱼感染模型， 进一步研究多肽聚合物的体内抗菌活性 。 经过腹腔注射优选的多肽聚合物治疗后， 感染鳗弧菌的斑马鱼的存活率可以提升至88%， 肝脏、脾脏和肾脏中的细菌负载量显著降低， 同时也并未出现鳗弧菌感染的出血性症状 。 此外， 腹腔内注射优选的多肽聚合物并未引起斑马鱼血清生化指标的异常， 显示了良好的体内安全性 。 该研究表明优选的生物可降解的多肽聚合物有望作为水产养殖业抗生素替代， 并可拓展到其他养殖业抗生素替代， 具有潜在的重要应用价值 。
随着世界人口和经济的飞速发展， 养殖业也进入到现代化、集约化和规模化的发展阶段 。 为了满足高品质和高产量的生产需求， 抗生素在养殖业中被大量使用 。 2013年， 全球养殖业中抗菌剂（主要是抗生素）的消费量大约为131000吨， 到2030年预计将超过200000吨 。 大量使用的抗生素已经在全球范围内引起了严重的耐药性问题 。 一方面， 养殖动物体内残留的抗生素会通过食物链传递给人类， 进一步破坏人体内的微生物群并诱导细菌产生耐药性 。 另一方面， 养殖业尤其是水产养殖使用的抗生素大部分会残留在环境中 。 目前， 类似磺胺等不易被降解抗生素在各国地表水中都已被检测出有较高浓度的残留， 这对环境造成了巨大的选择性抗菌压力 。
面对严峻的微生物耐药性挑战， 许多国家已经相继出台了减少甚至禁止在饲料中使用抗生素的政策， 我国农业农村部的194号文件也宣告了从2020年起我国将迎来饲料端全面禁用抗生素的时代 。 因此， 养殖业抗生素替代的研究迫在眉睫 。
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