新型抗生素替代品防治水产动物细菌性疾病的研究进展_王熙涛

水产营养与饲料科技

王熙涛1 卢燕丹1 王丽丽1,2 李晓宇1,2 李淑英3 车 鉴1 徐永平1,2,3

新型抗生素替代品防治水产动物

细菌性疾病的研究进展

(1.大连理工大学生命科学与技术学院，辽宁 大连 116024；2动物性食品安全保障技术教育部工程研究中心，辽宁 大连 116620；3.大连赛姆生物工程技术有限公司，辽宁

大连 116620)

我国是世界水产养殖大国，水产品产量居世界第一[1]。据统计，2011年全国水产品总产量5,603.21

万t，渔业产值7,883.97亿元[2]。近年来，随着大规模集约化水产养殖模式的发展，诸多与水产动物疾病及水

体环境污染相关的问题逐渐暴露出来，严重制约了水产养殖业的稳定发展。据统计[3]，我国每年因水产动物

基金项目：国家海洋公益项目(201405003-3)，国家自然科学基金青年基金(31001053)。

作者简介：王熙涛，博士，主要从事刺参绿色饲料添加剂、营养饲料，水产微生态制剂及海洋褐藻利用等相关研究。通讯作者：徐永平，教授，大连理工大学博士生导师，研究方向：卵黄免疫球蛋白(IgY)替代抗生素的研究；天然植物活性成

分全效释放技术——微切助互作技术；噬菌体技术控制动物细菌性疾病的研究；刺参集约化健康养殖关键技术研究；染疫动物肉尸无害化处理新方法等。

收稿日期：2015-3-30。

摘 要 随着水产养殖业集约化迅猛发展，对水产动物细菌疾病的有效防控成为避免巨大经济损失的重要措施。

而随着抗生素及化学药物在水产养殖业的使用弊端日益凸显，抗生素替代品的研究已成为世界性问题。文章对目前具有发展前景的重要抗生素替代品，包括益生菌、中草药、噬菌体、免疫糖类及其他活性物质的研究进展进行了详细阐述。旨在为水产绿色健康养殖中抗生素替代品的使用提供参考。

关键词 抗生素替代品；

健康养殖；水产动物；疾病防控 Abstract With the rapid development of intensive aquaculture, the prevention and control of bacterial aquatic animal diseases have become an important and effective measure to avoid huge economic losses. Then with the disadvantage of antibiotics and chemicals in aquaculture, the research of antibiotic alternatives has become a worldwide problem. Important developing prospects antibiotic alternatives, including probiotics, herbs, phages, immune sugars and progress of other active substances were described in detail in this article. Provide a reference for the use of antibiotic alternatives in green and healthy aquaculture.

Keywords antibiotic alternatives; healthy culture; aquaculture; disease control

中图分类号：

S816.73 文献标识码：A 文章编号：1006-6314(2015)04-0018-05

病害损失100～200亿元。其中，由细菌性疾病引起的占57.63%，是导致水产业经济损失最严重的因素。

多年来，抗生素在预防及治疗水生动物细菌性疾病方面发挥着不可替代的重要作用。然而，抗生素的大量滥用会导致产生耐药菌株、破坏微生态平衡、抑制免疫系统等诸多弊端，甚至会在水产品中产生药物残留，对人体产生危害。这些问题使得水产品的安全得不到保障，不仅影响人类健康，也影响了水产养殖业本身的发展。因此，寻找高效低毒、安全绿色的水产养殖用抗生素替代品在现阶段显得尤为重要。文章对目前具有发展前景的水产养殖用抗生素替代品进行详尽阐述，旨在为水产绿色健康养殖提供参考。

1 益生菌防治水产动物细

菌性疾病的研究

1.1 益生菌的种类及作用机理

作为一类对宿主有益的活性微生物，益生菌按功能用途可分为具有改善水质作用的益生菌、预防控制病原微生物及增强动物免疫力的益生菌，促进生物生长性能的益生菌。目前，应用于水产养殖的益生菌主要包括：芽孢杆菌Bacillus sp、光合细菌Photosynthetic bacteria、乳酸杆菌Lactobacillus、乳酸乳球菌Lactococcus lactis、酵母菌Saccharomyces、荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens等。

益生菌通过占位竞争和营养竞争在宿主体内成为优势菌种，不仅与有害菌竞争附着位点，还通过竞争必需营养物质取得生长优势。此外，益生菌还能分泌抑菌及抗病毒物质，从而抑制肠道内其他有害菌的生长。同时，增强水生动物免疫力也是益生菌

进行防治病害的一个方面。近年来，

由于水质恶化而导致的水产动物病害

也越来越严重，而益生菌能通过理化

和拮抗等作用实现对养殖水体水质的

改善。

1.2 益生菌的抗病应用

益生的作用机理是向消化道内

导入有益的活菌，通过竞争作用抑制

有害菌的生长，起到调节机体胃肠道

内微生物的平衡、提高机体免疫力的

作用。如Chythanya等[4]研究发现，

一种Pseudomonas海洋细菌能分泌

抑制对虾病原性弧菌生长的物质，这

种抑菌物质具有热稳定性、低分子

量及对蛋白水解酶有抗性等性质。

Rengpipat等[5]将芽孢杆菌S11添

加到斑节对虾Penaeus monodon后

期幼体中，100d后，用哈维氏弧菌

Vbrio harveyi浸浴感染，10d之后

试验组的对虾100%存活，显著高于

对照组的存活率（26%）(P<0.05)。

孙舰军等[6]将光合细菌拌入中国对

虾的饵料中进行投喂，试验22d后发

现，虾体中超氧化物歧化酶（SOD）、

酚氧化酶（PO）、溶菌和抗菌活力

分别比对照组提高53.4%、14.0%、

102.1%和22.1%，血细胞数目高出

67.2%。桂远明等[7]从正常鲤鱼肠道

内分离出乳杆菌和节杆菌，用于投喂

鲢鱼，结果发现，试验组中的巨噬细

胞吞噬率、成活率、白细胞吞噬率、

吞噬指数以及特异性抗体效价均高于

对照组(P<0.05)。李卓佳等[8]利用

芽孢杆菌调控虾池微生态，研究发现，

试验组中弧菌类群的数量显著低于对

照组(P<0.05)。抑制了弧菌的生长，

有效地预防虾病。

鉴于益生菌对产品没有药物残

留、无抗药性、无毒副作用以及环境

友好性等优势，该领域在水产养殖上

的应用有广阔的发展前景，合理、准

确地使用益生菌可以很好地促进我国

水产养殖业的健康稳定发展。

2 中草药防治水产动物细

菌性疾病的研究

2.1 中草药的有效成分及其作用机理

中草药特指中药中的植物药，

能促进水产动物摄食和生长，增强水

产动物体质，降低发病率和死亡率以

及提高饲料转化率等作用。中草药的

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作用机理主要可以体现在对免疫细胞、免疫器官和体液免疫的调节作用以及对细胞因子的影响上。其中具有免疫调节作用的成分主要包括生物碱、蒽类、挥发油、多糖、皂甙、有机酸等[9～11]。此外，中草药中的多种生物活性成分具有抑菌、杀菌作用，如大青叶、金银花、板蓝根、连翘等具有广谱抗菌作用，对金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、肺炎双球菌等的生长具有抑制

作用，而黄连素可与DNA形成复合物，从而影响细菌DNA的复制，干扰细菌的繁殖[12]。

2.2 中草药抗水生动物细菌性疾病的应用

研究表明，将黄岑Scutellaria baicalensis Georgi和紫云英Astragalus sinicus L.两种草药分别拌饲投喂3个月大的罗非鱼Tilapia，持续4周后，试验组罗非鱼血液白细胞的吞噬活性、呼吸暴发活性和血清溶菌酶活性均被激活，显著高于对照组（P<0.05）[13]。吴德峰等[14,15]在鳖饲料中添加有连翘、板蓝根、金银花等10多种中草药组成的复方中草药添加剂，临床治疗鳖白点病、红脖子病等效果显著(P<0.05)。有研究表明，利用复方中草药制剂对养虾池进行消毒，并作为饲料添加剂进行投喂后，对虾的抗病能力有所增强，产量超过7,500kg/ hm2，相当于传统养殖方式的5倍以上[16]。薛飞等[17]研究发现，苦参生物碱及其复方制剂对嗜水气单胞菌Vibrio parahaemolyticus有明显的抑制作用(P<0.05)。另外，中草药还能通过增强非特异性免疫功能达到抑制病毒和防治有水霉、腐酶等真菌附生引起的肤霉(水霉)病。

中草药因其无残留、无毒副作

用而受到人们的关注，并且在对疾

病的防控作用上以增强水产动物的非

特异性免疫为主，这与抗生素和化学

药品的直接抗菌作用相比有较大的优

势，故将中草药作为抗生素替代品在

我国具有良好的发展前景。

3 噬菌体防治水产动物细

菌性疾病的研究

3.1 噬菌体的作用优势及机理

噬菌体是感染细菌、真菌、放

线菌或螺旋体等微生物的病毒的总

称，根据其侵染方式可分为烈性噬菌

体及温和性噬菌体[18]。噬菌体具有

高度的特异性，它只破坏目标菌，不

影响非目的细菌。这与抗生素作用的

广谱性有所区别，使得噬菌体的作用

具有高度的专一性和高效性。同时，

噬菌体独特的自我复制和自我限制能

力使其能在短时间内产生大量子代，

从而决定了少量的噬菌体就可以完成

裂解细菌的工作。此外，作为抗生素

替代品，噬菌体还有对细菌耐药性适

应性强、没有严重副反应以及应用方

便、疗效好、研制速度快等优点。噬

菌体侵染寄主细胞分为两步[19]，首

先通过识别宿主的特殊组分(主要为

脂多糖和蛋白质)进行吸附识别，然

后利用尾鞘收缩伸入细胞壁内进行

“侵入”，将头部的DNA注入宿主菌

内，进入宿主菌后，噬菌体中具有专

一溶解的基因通过编码特异性蛋白对

宿主菌胞壁质的生物合成及正常结构

产生影响和破坏，从而导致噬菌体宿

主菌细胞损伤死亡。

3.2 噬菌体抗水生动物细菌性疾病

的应用

噬菌体在水产养殖上的应用

主要是通过烈性噬菌体直接裂解细

菌。李太武等[20]分离到河流弧菌

Vibriofluvialis噬菌体，并依据过

量噬菌体可裂解其宿主菌的特性，

用该噬菌体对皱纹盘鲍Haliotis

discus hannai脓疱病进行防治，研

究结果发现，在使用一定浓度的噬

菌体后，患脓疱病的皱纹鲍得到有

效的治疗或死亡推迟，并将其死亡

率提高至50%以上。周鲜娇、邱德

全等[21]以口服和直接浸泡副溶血弧

菌Vibrio Parahaemolyticus噬菌体

两种方式处理经副溶血弧菌感染的

凡纳滨虾Litopenaeus vannamei，

9d内，对照组的对虾死亡率较试

验组高66.7%，试验组的水体和对

虾体内的弧菌含量均低于对照组。

Pseudomona plecoghssicid是造成鱼

细菌性血型腹水的主要病原菌。Park

等[22]试验发现，经噬菌体喂养的香鱼Plecoglossus altivelis死亡率为22.5%，而对照组的死亡率为65%。钱路等[23]研究发现，用噬菌体AH1对鱼类病原嗜水气单胞菌进行防治，具有良好效果(P<0.05)。陈月忠、黄万红[24]在对对虾发光病的研究中显示，将哈维氏弧菌噬菌体和常用药物氯霉素分别加入到含有哈维氏弧菌的试验水体中，结果发现24h后加入噬菌体的水体中哈维氏弧菌数量减少了2～3个数量级。

随着大量耐药菌的出现，抗生素的抑菌效果已达不到预期要求。并且细菌的耐药谱也在不断扩展，因此，噬菌体作为一种高效的抗生素替代品，能实现少量高效的治疗效果，提高药物的利用率。这些优势都使噬菌体越来越受到医疗机构的关注，具有良好的发展前景。

4 免疫糖类防治水产动物细菌性疾病的研究

4.1 免疫糖类的种类及机理

免疫糖类是从真菌、植物和动物中提纯精制而成的一类水产高效免疫增强剂，具有激活自身免疫系统、增强机体抗应激能力、增强机体抵抗病毒、细菌性疾病的能力以及提高动物生产性能的作用。根据来源不同，免疫糖类可分为真菌免疫类糖、动物免疫糖类和植物免疫糖类。在水产养殖上常用的有黄芪多糖、茯苓多糖、枸杞多糖等。

4.2 免疫糖类抗水生动物细菌性疾病的应用

如今在水产养殖上经常采用的免疫糖类主要是植物免疫糖类、动物免疫糖类和真菌免疫糖类，它们可以有效地激活相关酶，从而增强机体免

疫力和促进机体生长。曹丽萍等[25]

在研究香菇多糖和黄芪多糖对鲤鱼免

疫细胞活性影响时发现，黄芪多糖在

10g/mL时能显著诱导巨噬细胞呼吸

爆发活性(P<0.05)，而香菇多糖在

1g/mL(P<0.05)、10g/mL(P<0.01)

和100g/mL(P<0.01)能显著诱导巨

噬细胞的呼吸氧爆发(P<0.01)。张

春晓等[26]在研究肽聚糖对大黄鱼白

细胞吞噬活性的影响，结果表明，两

个试验组中大黄鱼血液中白细胞的吞

噬指数分别达到了1.63和1.67，显

著高于对照组的1.28(P<0.05)。

作为近年来的主要研究对象，

海藻多糖具有良好的药理功能和生物

功能。研究表明[27]，褐藻寡糖能提

高刺参体腔液和体壁中过氧化物酶

（POD）、酸性磷酸酶（ACP）、碱性

磷酸酶（AKP）和溶菌酶（LSZ）活

性，显著增强了刺参非特异性免疫水

平(P<0.05)。另有研究表明[28]，海

藻硫酸多糖和壳聚糖可作为刺参免疫

增强剂使用，在饲料中分别添加1.0%

海藻硫酸多糖、2.0%壳聚糖后，试

验组刺参的ACP、AKP活性分别是

对照组的3.9倍、4.4倍(P<0.05)，

且有显著的提高。石灏、徐善良

等[29]对被溶藻弧菌感染的日本蟳

Charybdis japonica注射免疫多糖，

72h后发现免疫攻毒组的肝胰腺和肌

肉中的SOD酶活是对照组的3.5倍

和4.2倍，LZM酶活也分别高出对

照组62.8%和75.2%(P<0.05)，可

见免疫多糖能提高日本蟳的抗溶藻弧

菌能力。王高学等[30]采用不同剂量

的灰树花多糖来检测其对鲤鱼血清凝

集抗体效价的影响，结果显示，试验

组的抗体水平于21d达到顶峰，显著

高于对照组(P<0.05)。陈昌福等[31]

在饲料中分别添加50～250mg/kg

体重的酵母细胞壁免疫多糖饲喂平均

体重171g的鲫鱼28d，日均投喂量

为鱼体重的2%左右，结果表明：鲫

鱼血清凝集抗体效价、溶菌酶的活性、

白细胞的吞噬指数(PI)和吞噬百分比

(PI)均显著高于对照组(P<0.05)。

免疫糖类在防治水产动物疾病

方面具有高效低毒、安全绿色的优点，

越来越受到水产工作者的关注，进一

步的研究及应用能很好地推动水产养

殖业的发展。

5 其他活性物质防治水产

动物细菌性疾病的研究

近年来，随着水产养殖技术的

发展，卵黄抗体等新型抗生素替代品

也开始在水产养殖业上得到应用。

卵黄抗体是从经过免疫注射的

产蛋鸡的鸡蛋蛋黄中提取出来的抗

体，可对相应的病原微生物进行防

治。庄政[32]在研究卵黄抗体对鳗鲡

抵抗嗜水气单胞菌的影响时发现，

经过卵黄抗体投喂的鳗鲡的攻毒存

活率要比未经卵黄抗体投喂的高

33.4%(P<0.05)，有效地增强了鳗鲡

抵抗嗜水气单胞菌的能力。陈强等[33]

分别用抗体对试验鳖进行浸泡、口服

免疫，结果发现，当浸泡浓度大于

0.6×10-6mg/mL时，免疫保护率达

64.3%以上，有良好的免疫预防作用。

当口服组的饲料添加量达到0.2g/kg

时，免疫保护率达到50%。卵黄抗体

作为一种无药物残留的抗生素替代品

正在引起人们的关注，并且因其生产

技术较成熟，产量高、价格低廉，使

其在水产养殖的疾病防控方面具有广

阔的发展前景。

除了卵黄抗体添加剂，还有其

他活性物质（如活性肽、大蒜素以及

糖萜素等）也具有有效防控细菌性疾

水产营养与饲料科技

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病的作用，并开始受到人们的关注。6 抗生素替代品目前存在的问题

尽管抗生素替代品对水产动物的细菌性疾病具有有效的防控作用，但现阶段却还不能完全替代抗生素。与抗生素相比，抗生素替代品存在理论与技术研究不完善、对饲料加工条件适应性低、应用局限性、效果的不

确定性以及成本较高等问题。这些都阻碍了抗生素替代品在水产养殖上的广泛应用。

7 结语

抗生素作为水产养殖中重要的抗菌性药物，为水产养殖业带来了巨大的经济效益。但其所引起的细菌耐药性和药物残留已经对人类健康造成威胁。所以，无残留、无耐药性的

抗生素替代品开始在水产养殖上得到应用，益生菌及噬菌体的少量高效性、中草药及免疫多糖对机体特异及非特异性免疫应答的增强都是抗生素替代品抗病作用的优点，并在水产养殖中表现出巨大的应用价值。在今后的研究中，普及并开发出更加有效的抗生素替代品，发挥其潜力是促进水产养殖业健康可持续发展的重要保障。