南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）海洋生物资源高值化利用与装备开发广东省工程研究中心 毛健团队在国际期刊Reviews in Aquaculture（Q1，IF=8.8）上发表了题为“Impact of bacteriocins on multidrug-resistant bacteria and their application in aquaculture disease prevention and control（细菌素对多重耐药细菌的影响及其在水产养殖病害防治中的应用）”的综述论文。该论文对细菌素的分类、来源、制备方法、对多重耐药菌的抗菌活性及其作为抗菌剂在水产养殖病害防治中的应用进行了综述，并探讨了其在水产养殖中应用的局限性及未来的研究方向。

文章背景

• 水产养殖在满足人类对动物蛋白的需求方面发挥着重要作用。病害是制约水产养殖绿色健康发展的重要因素。密集的养殖方式会因环境压力增加水产动物对病原体的易感性。抗生素是防治病害常用的药物，但在水产养殖中频繁使用会增加细菌耐药性和耐药基因传播的风险，对水产动物和人类的健康构成威胁。近期研究表明，细菌素对不同种类的细菌、真菌和病毒均有抑制作用，甚至能影响细菌生物膜等天然抗性结构，作为抗菌药物具有良好的应用前景。细菌素在农业、食品和医药等各个领域都有潜在的应用，但其对水产养殖病害防治作用的研究较少，其潜在作用机制仍有待进一步探索。

结论与展望

• 细菌素作为水产养殖中抗生素的潜在替代品已被广泛研究，但仍存在一些因素，限制了其在该领域的应用。首先，细菌素的商业化生产成本高、工业纯化方法的产量低限制了细菌素的工业应用，其次，与抗生素药物相比，细菌素的功效容易受到温度、pH、加工条件和环境微生物群等因素的影响。第三，口服的细菌素会被胃肠道中的蛋白水解酶快速降解，预计其半衰期低于抗生素。第四，目前缺乏批准用于水产养殖的细菌素产品。乳酸菌素作为监管机构合法批准使用的细菌素，作为化学防腐剂的天然替代品，在食品安全中发挥着重要作用。第五，大多数现有的细菌素抗菌谱较窄，不适合治疗水产养殖中的多种微生物感染。第六，产细菌素细菌的粗提取物会破坏水产动物肠道菌群，干扰宿主生物活性化合物和细胞因子的水平。第七，虽然一些细菌素已被证明具有与益生菌类似的有益作用，但一些细菌素会降低肠道菌群中有益菌的丰度。第八，细菌素可诱导细菌细胞产生耐药性，此外，细菌素之间、抗生素与细菌素之间也有共同耐药性和交叉耐药性现象。尽管面临上述挑战，细菌素在水产养殖疾病预防和控制方面仍然显示出良好的应用前景。首先，可以使用食品级底物（例如食品和奶制品工业的副产品）替代培养基，降低细菌素生产的高成本。开发更便宜、处理时间更短的新分离方法来取代传统的基于色谱的技术进一步控制成本。此外，对产生细菌素的微生物的筛选已经被依赖于下一代测序技术而不是基于培养的筛选方法的基因组挖掘方法所取代，从而提供了一种降低成本的方法。

• 随着抗生素在水产养殖中的频繁使用，迫切需要开发新的抗菌剂来对抗日益增多的耐药细菌和基因。新的抗菌剂应具有与抗生素不同的作用方式，以有效对抗现有的耐药细菌和耐药基因。细菌素在水产养殖疾病防治中表现出巨大的应用潜力，因为它们种类繁多，作用方式多样，靶向靶细胞的细胞壁、细胞膜或遗传物质。能够产生细菌素的天然细菌菌株可以从各种来源获得，包括水、空气、土壤、粪便、动植物材料、青贮饲料、食物和海洋沉积物。未来的研究可重点在养殖方式、生物技术、给药方式、产品开发、联合应用、安全性评价、肠道菌群多组学分析、抗性机制、毒性机制等方面进行突破，使细菌素在水产养殖病害防治中拥有广阔的应用前景。

文章作者

• 该论文第一作者是南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）——海洋生物资源高值化利用与装备开发广东省工程研究中心陈肖丽博士，通讯作者是毛健教授。

图文赏析

图1  不同来源细菌素的制备工艺

图2  细菌素对水生动物肠道微生物群的潜在调控

图3 细菌素在水产养殖中应用的局限性和可能的解决方案

原文链接：https://doi.org/10.1111/raq.12897