本项创新成果聚焦于生物技术,详细介绍了一种新型抗菌制剂在控制肉鸡大肠杆菌感染中的应用。该技术通过培养大肠杆菌以制备裂解性噬菌体,实现对噬菌体的有效积累,以抑制肉鸡中的大肠杆菌生长。
背景技术
肉鸡致病性大肠杆菌(avian pathogenic Escherichia coli,APEC)是肉鸡养殖最常见的病原体,在世界范围内引起肉鸡大肠杆菌病。它是肠外致病性大肠杆菌的一个重要亚型,在肉鸡养殖的幼龄中引起各种局部和全身感染。由APEC引起的肉鸡疾病包括肝炎、气管炎、心包炎和其他综合征,如卵性腹膜炎、输卵管炎、大肠肉芽肿、脐炎和蜂窝组织炎,统称为“大肠杆菌病”。APEC通过特定的毒力因子引起肉鸡疾病,如黏附素、入侵素、保护素、铁获取系统和毒素。这些毒力因子促进APEC入侵及其逃避宿主免疫反应,导致肠外感染,严重影响了肉鸡养殖业的发展。为提高肉鸡产品质量,降低致病性大肠杆菌感染风险,抗生素广泛应用于肉鸡等家禽养殖领域,但是抗生素的滥用会极大破坏动物肠道中天然微生态菌群的平衡,容易导致多重耐药致病菌爆发或者产品中抗生素残留等严重性后果。农业农村部《兽用抗菌药使用减量化行动试点工作方案(2018—2021年)》指出,要在2020年底实现饲料零药物添加,并鼓励积极探索使用兽用抗菌药替代品,逐步减少促生长兽用抗菌药使用品种和使用量,提高健康养殖水平。因此,在目前“禁抗”、“减抗”的大背景下,如何通过绿色、安全的方式有效避免养殖环境中病原微生物的大量繁殖是防控此类疾病的重点。
噬菌体是一种感染、抑制和杀死易感细菌的病毒。裂解性噬菌体(以下简称噬菌体)能够特异性感染宿主细菌并将其裂解,利用这一特性可以将噬菌体应用于抗菌治疗。近年来,随着细菌对抗生素耐药性的增加,噬菌体疗法作为一种有效的抗生素替代疗法受到了畜禽养殖行业的广泛关注。
然而,目前关于噬菌体规模化制备的研究报道较少,大多数噬菌体的制备目前仍限于实验室规模。其中主要有三方面原因:(1)噬菌体本身的宿主感染谱较窄,高效价噬菌体的筛选较为困难,而且当噬菌体作为单一选择压力时,没有被噬菌体及时清除掉的宿主菌容易发生突变,对噬菌体产生抗性。(2)由于噬菌体的生长依赖于宿主菌的繁殖,从保证自我生存和进化角度来说,噬菌体不会对宿主菌进行彻底消杀,这就导致噬菌体制剂有时对宿主菌的抑制效果没有抗生素那么彻底。(3)噬菌体在生产过程中需要和有致病性的宿主菌共同发酵培养,因此在噬菌体制备的过程中,当噬菌体效价达到最大时,发酵液中往往会残留一定数量的病原性宿主菌,这严重增加了后续的生物安全性和分离纯化成本,导致噬菌体制剂的规模化推广没那么普及。
因此,倘若能找到配合噬菌体联用的生物制剂,提升噬菌体产品单位浓度内的抑菌效果,并在噬菌体制备工艺上有所创新,减少噬菌体生产过程中残留病原性宿主菌的影响,将会极大推动噬菌体相关产品在肉鸡养殖行业中的应用普及。
实现思路