合成抗菌肽：水产养殖业对抗耐药性细菌的新武器
更新时间：2025-10-09 11:19:23 来源/作者：深蓝牧渔
抗菌肽（AMP）合理设计流程示意图
水产养殖是全球增长最快的食品生产行业之一，有望满足全球不断增长的人口对蛋白质的需求。然而，集约化养殖方式也带来了一个重大挑战：疾病的泛滥，每年造成的损失超过60亿美元。传统的应对措施——使用抗生素——却带来了一个更为严重的问题：抗生素耐药性（AMR），它不仅威胁着该行业的经济活力，也威胁着环境和人类健康。
印度中央冷水渔业研究所和克什米尔谢尔-克什米尔农业科学技术大学的科学家最近在《微生物发病机制》杂志上发表了一项研究，深入探讨了解决这一难题最有希望的方案之一：开发合成抗菌肽 (AMP)，即经过基因改造以有效且可持续地对抗病原体的分子。
关键要点
抗生素耐药性问题日益严重
水产养殖业广泛使用抗生素，通常通过饲料或直接投加到水中，这为耐药细菌的滋生创造了理想的温床。研究人员报告称，70%到80%用于鱼类的抗生素会被排泄到水生环境中，并在水环境中持续存在并产生选择压力，有利于耐药菌株的生存。
这些水生生态系统富含多样化的微生物种群，成为水平基因转移的“热点”。通过接合和转化等机制，细菌交换耐药基因，迅速传播这种能力，并使未来感染的治疗变得复杂。这种情况迫切需要安全有效的替代方案，以避免这种循环的延续。
抗菌肽（AMP）：人体的天然防御
在寻找替代品的过程中，抗菌肽(AMP)引起了人们的极大兴趣。AMP是一种短分子，是几乎所有生物体（从昆虫到鱼类和人类）先天免疫系统的重要组成部分。它们是抵御多种病原体的第一道防线。
其主要作用机制基于其物理化学特性。AMP通常带有净正电荷，而微生物膜则带有净负电荷。这种电荷差异产生静电吸引力，使肽能够与细菌膜结合，使其不稳定，并形成孔隙，最终导致致病细胞死亡。
天然AMP的局限性：为什么需要合成版本
尽管具有巨大的潜力，但直接从自然界中提取的AMP在水产养殖的大规模应用中存在明显的缺陷：
设计未来：合成抗菌肽的前景
为了克服这些障碍，科学家们开始着手设计合成类似物。其主要目标有两个：识别天然肽中具有关键抗菌作用的部分，同时去除那些具有毒性或易降解的部分。
合成AMP是如何设计的？
这些新肽的产生并不是随机的；它依赖于将生化知识与计算能力相结合的先进策略：
合成类似物的主要优势
这种定制设计方法可以生产出具有优良特性的肽，例如更高的稳定性、更低的毒性，以及至关重要的生产成本更低，特别是在创建保留甚至改善其天然对应物的活性的较短（截短）版本时。
在水产养殖中已证实有效
研究已经验证了合成抗菌肽 (AMP) 在水产养殖相关模型中的潜力。例如，一种名为 HepI 的合成铁调素模拟肽被证明可以将感染鳗弧菌 (Vibrio anguillarum)的鲈鱼的累积死亡率降低高达49% 。在另一项研究中，肽CAP18在注射给药后，使感染鲁氏耶尔森菌 (Yersinia ruckeri)的虹鳟鱼的死亡率降低了37%。
此外，AMPs已被观察到与传统抗生素联合使用时具有协同作用。通过增加细菌膜的通透性，这些肽促进抗生素进入细胞，从而增强其疗效，并可能有助于对抗已经产生耐药性的菌株。
结论：迈向更安全、更可持续的水产养殖
抗生素耐药性是现代水产养殖可持续发展的最大障碍之一。合成抗菌肽不仅仅是另一种选择，它代表着一个智能的、有针对性的设计平台，可用于开发下一代治疗药物。通过将合理的设计与先进的计算工具相结合，可以开发出更有效、更安全、更具成本效益的分子。该领域的持续研究，以及生产和输送系统的优化，将为合成AMP成为鱼类健康管理的标准工具铺平道路，确保全球水产养殖业拥有更健康、更可持续的未来。
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