噬菌体在动物养殖中的应用

　　1.噬菌体的作用机制

　　噬菌体的生命周期包括四个阶段：吸附、注入、复制和成熟释放。在附着阶段，噬菌体通过其表面的特定结构与细菌表面的受体结合，这一过程高度专一，仅针对特定的病原体，不会破坏正常的微生物群落。噬菌体能够产生细胞溶解素和多糖降解酶，这些酶能够分解细菌生物膜中的多糖屏障，为噬菌体接近细菌表面并启动复制过程铺平道路。在成熟释放阶段，噬菌体利用其编码如溶菌酶和内溶素，破坏细菌细胞结构，促进子代噬菌体的释放，进一步侵染导致细菌的死亡，从而发挥其抑制或杀灭细菌的作用。

　　2.噬菌体在动物养殖领域的应用

　　2.1 在家禽细菌性疾病治疗中的应用

　　家禽是畜牧业中的重要组成部分，然而在养殖过程中，它们容易受到多种病原体的侵害，导致腹泻等健康问题，如沙门氏菌引发的鸡白痢、大肠杆菌引起的禽类大肠杆菌病、产气荚膜梭菌导致的禽坏死性肠炎等。近期，研究人员开始尝试使用噬菌体治疗来对抗家禽的细菌性疾病，并已经显示出积极的治疗效果。

　　2.1.1 鸡白痢

　　鸡白痢是一种由沙门氏菌引发的细菌性传染病，它对雏鸡的致命性尤其高，并且可以通过垂直和水平途径传播，对家禽养殖业构成了严重威胁。

　　Rizzo等[1]从鸡体内分离出46株沙门氏菌，发现其中24%表现出多重耐药性，超过80%的菌株能够形成生物膜。他们还对噬菌体UPF_BP1和UPF_BP2对这些沙门氏菌的裂解能力进行了评估，结果显示74%的菌株能够被这两种噬菌体裂解，这包括了那些多重耐药和能够生成生物膜的菌株。Lim等[2]的研究表明，噬菌体治疗对于控制沙门氏菌引起的蛋鸡感染非常有效，通过将噬菌体作为饲料添加剂对感染的蛋鸡进行治疗，使得蛋鸡的死亡率降至5%，相比之下，未接受噬菌体治疗的蛋鸡死亡率则高达30%。

　　2.1.2 禽大肠杆菌病

　　大肠杆菌作为条件性致病菌，可感染多种家禽的多种器官，而且极易产生耐药性。禽感染致病性大肠杆菌后，最早在呼吸道和气囊产生症状，然后出现败血症，死亡率高。目前，利用噬菌体来抑制大肠杆菌增殖获得了不错效果。

　　Huff等[3]将1×10^6 pfu/mL和1×10^3 pfu/mL噬菌体悬浮液注射于3日龄鸡的气囊中来治疗大肠杆菌感染，结果表明，这两种效价的噬菌体分别将雏鸡死亡率降低至5%和25%。Eid等[4]从来自250只疑似感染大肠杆菌肉鸡的50个样本中分离到26株大肠杆菌，并对其进行了药敏试验，发现这26株大肠杆菌均为多重耐药菌株;同时从这些大肠杆菌中也分离到了噬菌体，并利用这些噬菌体治疗鸡大肠杆菌病，发现其可以显著降低鸡肺脏中大肠杆菌数量，并抑制了大肠杆菌生物膜的形成。噬菌体疗法的有效性也取决于噬菌体制剂的给药部位和途径。Huff等[5]研究发现，噬菌体直接接触感染部位时的治疗效果较好，例如当鸡气囊感染大肠杆菌时，口服噬菌体混悬液对治疗感染和减轻临床症状无效，而将噬菌体悬浮液直接注入气囊产生了有效的保护作用，将死亡率从50%显著降低至20%,可能原因为不同给药方式可造成噬菌体在家禽体内增殖水平不同。

　　2.1.3 产气荚膜梭菌引起的禽坏死性肠炎

　　产气荚膜梭菌在机体肠道内繁殖时会产生毒素，导致家禽出现肠炎、腹泻、肠毒血症等症状。Miller等[6]从环境中分离到了几种可裂解产气荚膜梭菌的噬菌体，利用这几种噬菌体制成多价噬菌体混合物INT-401.并将其添加在鸡的饮水或日粮中，结果表明该噬菌体混合物INT-401可有效控制产气荚膜梭菌引起的鸡坏死性肠炎。R. Hosny等[7]给肉鸡连续经口灌胃产气荚膜梭菌4d后，再利用噬菌体进行治疗，结果表明，噬菌体可有效治疗由产气荚膜梭菌引起的肉鸡坏死性肠炎。

　　2.2 在犬、猫细菌性疾病治疗中的应用

　　目前，使用噬菌体治疗犬、猫细菌性感染的案例比较少，但研究发现，在宠物医院已出现了艰难梭菌在犬、猫之间传播和沙门氏菌在人兽之间传播的情况[8-9]。为了预防沙门氏菌等致病菌对犬、猫造成感染，人们将噬菌体喷洒在宠物食品上，减少宠物食品的细菌浓度以提高食品安全性[10]。

　　2.3 在猪细菌性疾病治疗中的应用

　　2.3.1 断奶仔猪腹泻

　　产肠毒素型大肠杆菌(EnterotoxigenicEscherichia col，ETEC)是导致断奶仔猪腹泻的主要病原之一，常采用抗生素治疗，以至于目前ETEC已经产生了耐药性，因此，研究者正在利用非抗生素手段来预防和治疗该病，噬菌体疗法就是其中之一。

　　Cha等[11]利用添加宿主为ETEC的特异性噬菌体CJ12的日粮饲喂猪只1周后，对猪只进行ETEC攻毒，攻毒后第3天发现，与未饲喂猪只相比，饲喂噬菌体CJ12猪只对ETEC感染引起的腹泻表现出更强的抵抗力，同时发现饲喂1×10^6 pfu/g和1×10^8 pfu/g噬菌体CJ12的猪只粪便中的ETEC数量较未饲喂猪只分别降低了约63.92%和60.73%,表明噬菌体CJ12对ETEC具有良好的预防效果。目前，虽然对噬菌体消灭机体内ETEC的作用机制有所了解，但是关于噬菌体与宿主免疫反应间的关系知之甚少，该方面研究可能成为新的研究方向。

　　2.3.2 沙门氏菌病

　　沙门氏菌广泛存在于自然界中，可导致人畜共患传染病，成年猪感染后往往并不发病，但病原会通过粪口途径传染给其他动物，也可通过被污染的猪肉传染给人类。目前为止，利用噬菌体疗法预防沙门氏菌感染多见于食品安全方面，以减少运输、饲养和屠宰期间可能出现的猪肉产品污染情况[12]。在噬菌体制剂商业化量产过程中发现，商业化噬菌体不能保持其在实验室条件下的噬菌体含量，因此，如何在量产条件下保持噬箘体数量及疗效是科研人员需要继续研究的课题。

　　2.4 在牛细菌性疾病治疗中的应用

　　2.4.1 新生犊牛腹泻

　　新生犊牛腹泻是引起犊牛死亡的重要原因之一，ETEC是导致犊牛腹泻的病原之一。Bicalho等[13]以10只犊牛为试验对象，给其中6只口服含有4种噬菌体的混合制剂，每天给药2次，持续给药11 d后发现，口服噬菌体制剂的牛只粪便中的大肠杆菌数量有所减少，但与未口服噬菌体制剂牛只差异不明显。为了使噬菌体治疗犊牛腹泻的效果更具有说服力，应该使用更多的试验动物来进行噬箘体治疗犊牛腹泻的效果研究。噬菌体作用效果还与其给药方式有关，经口给药的噬菌体在消化道内的存活时间长，治疗效果更好。鉴于该病的流行具有季节性和自限性等特点，建议在暴发期间可使用噬菌体预防和保护高风险感染个体。

　　2.4.2 乳腺炎

　　Porter等[14]在从患有临床乳腺炎奶牛体内分离到的大肠杆菌中发现了4种不同的噬菌体，然后利用这4种噬菌体混合物对大肠杆菌进行了体外杀菌试验，结果表明该噬菌体混合物在生乳和乳腺组织培养系统中具有杀菌活性。Guo等[15]利用耐药性大肠杆菌对8只荷斯坦母牛进行攻毒，然后利用含3种噬菌体的混合制剂进行治疗，结果表明，该噬菌体制剂显著减少了耐药性大肠杆菌数量，且使炎症因子IL-1β和肿瘤坏死因子-α的表达量下降，缓解了牛乳腺炎症状，达到了与抗生素治疗相同的效果。

　　金黄色葡萄球菌是引起奶牛乳腺炎的主要病原菌之一，随着越来越多的耐药金黄色葡萄球菌被发现[16-17]，抗生素疗法已经凸显其局限性。Zhang等[18]的研究结果表明，在MAC-T牛乳腺上皮细胞中，噬菌体疗法对由金黄色葡萄球菌或脂多糖诱导的炎症有效。

　　参考文献

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