针对禽产气荚膜梭菌耐药性的新方案

针对禽产气荚膜梭菌耐药性的新方案

——新型寡糖荣创-J85与阿莫西林联用

摘要：坏死性肠炎是一种禽高发性肠道疾病, 主要由产气荚膜梭菌感染所致，给禽养殖业带来巨大经济损失。我国禽源产气荚膜梭菌的抗生素耐药性较为严重，中科荣信推出的荣创-J85有助于破除产气荚膜梭菌生物被膜帮助药物到达作用位点，与阿莫西林联合应用可以起到显著的协同增效作用。

1、产气荚膜梭菌危害：

产气荚膜梭菌（又名魏氏梭菌）引起的坏死性肠炎是养禽业危害最大的疾病之一，仅次于球虫对禽的危害，尤其是饲料禁抗后，禽坏死性肠炎作为一种 “复燃疾病”在全国各地的发病率呈现逐年升高的不良态势，症状主要为坏死性肠炎和肠毒血症,给养禽行业带来了巨大挑战。

被感染肠黏膜有火柴头大小弥散性出血斑和未消化的饲料颗粒

据估计，NE 对全球家禽产业造成的损失可高达 60 亿美元，并且还会随着全球畜禽业的扩张而增加（Kaldhusdal et al.，2000; Wade et al.，2015）。并据研究显示，已有超过 50%的鸡群感染坏死性肠炎，其中亚洲发病率最高，其次是欧洲及拉丁美洲等。

2、致病机理：

产气荚膜梭菌在高温极端天气、高密度饲养、高蛋白质饲粮等应激诱发因素的作用下，会迅速且大量繁殖，短时间内导致病体菌群失调，并产生大量外毒素和有毒性的多种代谢产物。

产气荚膜梭菌主要在小肠部位黏附定植，与许多革兰氏阳性菌不同，产气荚膜梭菌缺乏运动型鞭毛但具有与独立鞭毛不同的Ⅳ型菌毛(T4P)的滑行功能， Varga 等研究报道 IV 型菌毛有助于产气荚膜梭菌形成最大量的生物被膜，促进早期生物被膜的黏附。细菌形成生物被膜后耐药性可增强100-1000倍。

3、细菌生物被膜的耐药机制

生物被膜的耐药机制主要包括以下三个方面：（1）由于生物被膜BF是细菌的三维聚合体，阻碍抗生素渗透到生物被膜内，且细菌分泌的胞外基质可以通过氢键等作用吸附抗生素。同时，细菌吸附在多糖蛋白复合物上后产生的水解酶和过氧化氢酶可以水解抗生素，导致细菌高度耐药。（2）细菌形成 BF 后，膜内细菌受到营养物质供应和代谢产物排泄的限制，大多处于休眠状态，深层细菌对抗生素不敏感，导致细菌耐药性增强。（3）BF 能够抵抗宿主免疫反应，产生免疫逃逸现象。细菌分泌的藻酸盐能减弱中性粒细胞的吞噬作用，从而逃避机体的免疫反应。

4、产气荚膜梭菌耐药性现状

研究发现产气荚膜梭菌的耐药性发展快速，1968 年首次发现产气荚膜梭菌对四环素具有一定程度的耐药性（Johnstone et al.，1968），随后在 1978 年又发现产气荚膜梭菌对四环素、红霉素、克林霉素和林可霉素具有多重耐药性（Rood et al.，1978），之后一系列抗生素耐药基因 Tet(P)、lnu P、erm(A)、erm(Q)等也被陆续检测到（吴克等，2022），随着动物源产气荚膜梭菌耐药机制的研究深入, 新的耐药基因将会被不断发掘。

现场调查结果显示，我国禽源产气荚膜梭菌的抗生素耐药性较为严重，并且抗生素耐药性在不同地区的养殖场之间有所差异。山东地区的鸭源产气荚膜梭菌分离菌株对庆大霉素的耐药率最高（95.72%），其次是杆菌肽（71.05%）、林可霉素（65.79%）和四环素（55.26%），对红霉素和诺氟沙星的耐药率为 37.50%和 32.89%。张汇宁在山东省泰安市不同来源的鸡产气荚膜梭菌耐药性进行研究，结果显示：淘汰鸡分离株的多重耐药率达到 100%，最高出现 5 重耐药；疑似坏死性肠炎分离株出现 85%的多重耐药率，最高出现 7 重耐药；禽产品交易市场的鸡源分离株有 70%的多重耐药性，最高出现 6 重耐药。

即便抗生素耐药性增加，但是抗生素等药物依然是目前控制禽产气荚膜梭菌感染的最普遍的治疗措施。

5、荣创-J85数载铸剑，与阿莫西林增效作用初试锋芒

荣创-J85是由中科荣信依托中科院糖生物工程课题组雄厚技术力量，在杜昱光院士的带领下，历经数载，推出的一款特定结构，具有独特功能的壳寡糖，能够帮助药物破除细菌生物被膜到达作用位点，与抗生素协同作用增效结果显著。

荣创-J85与阿莫西林联合应用试验：

基于目前禽产气荚膜梭菌感染防控和实际用药情况，中科荣信委托中国农业大学进行了荣创-J85与抗生素联合抑菌增效试验，结果显示如下：

表1   荣创-J85与阿莫西林联合使用对产气荚膜梭菌的协同抑菌结果

荣创-J85与阿莫西林联合使用时，75%的产气荚膜梭菌菌株表现出明显的协同作用或相加作用，且重复验证结果一致。试验中，阿莫西林与荣创J85联用对梭菌的最低抑菌浓度比单独使用阿莫西林时最低降低了8倍，超过50%比例的菌株抑菌浓度降低甚至128倍到490倍之间。以表1中W-1菌株为例，单独使用阿莫西林的MIC值为大于64μg/mL，而荣创-J85与阿莫西林联合使用时，阿莫西林的MIC值为2μg/mL，荣创-J85与阿莫西林联合使用对于W-1菌株的MIC值比单独使用阿莫西林时降低了至少16倍数，而且荣创-J85对W-1菌株的MIC值也从单独使用时的大于2000μg/mL，降到了500μg/mL。总体来看，荣创J85与阿莫西林对产气荚膜梭菌有明显的协同抑菌效果，尤其是对阿莫西林耐药的产气荚膜梭菌菌株有非常显著协同抑菌作用。

荣创-J85能够与阿莫西林联合使用增效与以下原因有关：

（1）荣创-J85本身具有轻微的抑菌效果：关于壳寡糖的抑菌作用机理，目前主要有三个解释。第一个是当壳寡糖的浓度足够高的时候，可以激活部分细菌微生物自身的几丁质酶活性，使几丁质酶过分表达，引起其自身细胞壁几丁质的破坏，继而损毁细胞壁，抑制了细菌的生命活动。第二个是壳寡糖糖链上的氨基在水溶液里电离，产生具有正电的-NH3+，与细菌带负电的细胞膜形成正负电吸附现象，破坏了细胞膜的完整性，造成胞内细胞质的流失，从而制约了细菌的成长和细胞分裂。第三个是壳寡糖诱导了细菌内活性氧的增长和积累，造成了氧化毁伤和程序性死亡，调控细菌各种生理活动的相关蛋白质的表达也出现了改变，引起了代谢紊乱，从而抑制了细菌生长繁殖。

（2）荣创-J85具有很强的吸附、凝聚能力，可用于吸附肠道病原菌、毒素。

肠道病原菌首先必须通过其表面或着绒毛上类丁质结构的一些凝集素与动物肠道黏膜上皮上具有细胞特异性的寡糖分子受体相结合，这样细菌才有可能在肠壁上进行定植和繁殖。许多肠道病原菌具有对寡糖能够特异结合的外源凝集素。因此，壳寡糖可以作为病原菌的竞争性排斥因子，对病原菌提供丰富的附着位点，因此能够吸附肠道细菌，使病原菌不能够结合到动物肠壁上。由于大多数的寡糖不能被消化酶降解，因而它们所携带的病菌通过肠道，细菌不能得到生长所需的养分成分而失去致病能力。

（3）荣创-J85能够有效清除细菌生物被膜；细菌耐药性与细菌生物被膜关系密切，产气荚膜梭菌特殊的Ⅳ型菌毛系统有助于细菌生物膜的形成和黏附，产气荚膜梭菌需要在宿主上黏附定植后才具有完整的毒力作用，而荣创-J85能够有效清除细菌生物被膜，增加细菌与阿莫西林的接触。

（4）荣创-J85作用位点在细胞壁，与细胞壁结构的形成和维持相关，可以提高抗菌药对细菌的效果。

（5）阿莫西林抗菌机理：作用于细菌细胞壁。阿莫西林杀菌作用强，穿透细胞壁的能力也强。药物分子中的内酰胺基水解生成肽键，迅速和菌体内的转肽酶结合使之失活，切断了菌体依靠转肽酶合成糖肽用来建造细胞壁的唯一途径。

6、荣创-J85与阿莫西林联合使用优势：

a、强化阿莫西林效果：添加荣创J85显著提高阿莫西林药效，可在疾病初期有效治愈疾病，降低死亡率及后期发病率，并减少病原菌产生耐药性的几率。

b、可降低药物用量，缩短休药期：大幅减少畜禽产品中的药物残留，提高食品安全性；

c、解决产气荚膜梭菌耐药性问题：利于降低抗生素耐药性及扩散风险，提高人类健康安全性，减少环境污染。

总之，荣创-J85与阿莫西林联合抗菌的增效作用将为禽养殖业产气荚膜梭菌病问题提供新的解决方案，也预示着荣创-J85与精油、酸化剂、抗菌肽等其他非抗生素类绿色饲料添加剂有可能同样具有联合增效作用，这将为养殖行业替抗、减抗、解决细菌耐药问题等提供新方向。