1.1抗菌藥物的局限性
　　1929年英國的fleming發(fā)現(xiàn)抗生素以來，已經(jīng)給人類生產(chǎn)和生活帶來了巨大變化。本世紀(jì)中葉開始抗生素、喹諾酮、喹乙醇等在全世界被廣泛用作飼料添加劑。隨之各種弊端也日益暴露出來，造成動(dòng)物正常菌群推失調(diào)，產(chǎn)生耐藥菌株，大量藥物殘留，污染環(huán)境，對人類健康造成嚴(yán)重威脅。這樣一方面要求禁止濫用抗菌藥物作為飼料添加劑，西歐、日本、美國等國家已經(jīng)相繼頒布一系列法律，從立法上限制抗生素使用。另一方面要求大力研制抗生素替代品。在本世紀(jì)六七十年代人類發(fā)現(xiàn)抗生素的種種弊端后，微生態(tài)制劑作為理想的替代品，在畜牧業(yè)上逐漸受到重視。應(yīng)用微生物制劑投入少收益大，無抗藥性和藥物殘留，是二十一世紀(jì)畜牧養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展方向之一。有專家預(yù)言：光輝的抗生素時(shí)代之后必將出現(xiàn)一個(gè)微生態(tài)制劑時(shí)代。
　　1.2微生態(tài)學(xué)與微生態(tài)制劑
　　微生態(tài)學(xué)（microecology）是研究正常微生物與其宿主內(nèi)環(huán)境相互依賴和相互制約的細(xì)胞分子水平的生態(tài)科學(xué)，是正常微生物與其宿主相互關(guān)系的一種生命科學(xué)，是微生態(tài)制劑的理論基礎(chǔ)。前聯(lián)邦德國voekor rusch博士（1977）首先提出上微生態(tài)學(xué)的概念，他在德國赫爾本建立了微生態(tài)研究所，從事雙歧桿菌、乳桿菌、大腸桿菌等活菌進(jìn)行生態(tài)療法的研究與應(yīng)用?，F(xiàn)在人們認(rèn)識到微生態(tài)學(xué)將遺傳工程學(xué)一起成為二十一世紀(jì)生命科學(xué)的重要分支。
　　微生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)由宏觀向微觀深入研究發(fā)展而形成的。宏觀生態(tài)學(xué)研究的對象是大氣、土壤、水、動(dòng)植物等，而微生態(tài)學(xué)研究的是正常微生物。正常微生物在健康體內(nèi)和體表有數(shù)百種之多，數(shù)量比動(dòng)物體本身的細(xì)胞還要多。正常微生物與動(dòng)物細(xì)胞緊密接觸，交換著物質(zhì)、能量和各種生命信息，對動(dòng)物體產(chǎn)生營養(yǎng)、免疫、生長刺激、生物拮抗等功能，形成動(dòng)物機(jī)體生命活動(dòng)的必需成分。微生態(tài)學(xué)認(rèn)為動(dòng)物的一切疾病都與微生態(tài)失調(diào)（microdysbiosis）有關(guān)，引起動(dòng)物普通病和傳染病的各種理化和生物因素同時(shí)也會(huì)引起微生態(tài)失調(diào)。例如對仔豬下痢的微生態(tài)學(xué)研究顯示患豬大腸桿菌和腸球菌顯著增加，而雙歧桿菌和乳酸桿菌等顯著減少，就得出下痢是由微生態(tài)失調(diào)引起的結(jié)論。這樣把微生態(tài)理論應(yīng)用于動(dòng)物疾病研究，對疾病控制具有重要意義。
　　微生態(tài)制劑（microbial ecologicalagent、microecdogics）又稱為微生態(tài)調(diào)節(jié)劑（microecolog-
ical modulator）、益生素（probiotic）等，是一類根據(jù)微生態(tài)學(xué)原理制成的含有大量對動(dòng)植物正常有益的活菌制劑及其產(chǎn)物，可調(diào)節(jié)動(dòng)植物微生態(tài)平衡，提高健康水平。目前微生態(tài)制劑主要地具有一定生理作用的活菌制劑，是正常動(dòng)物菌群的生理性細(xì)菌，經(jīng)過嚴(yán)格選育和馴化，由生物工程和微生態(tài)工程制備，能通過動(dòng)物體胃酸、膽液、胰液、腸液等屏障而存活，Zui后在消化道定植并繁殖，對動(dòng)物機(jī)體產(chǎn)生某種生理生態(tài)作用。
　　1.3 微生態(tài)制劑的分類
　　微生態(tài)制劑按其構(gòu)成分為益生菌（probiotic）、益生元（prebiotic）和合生素（synbiotic）三種。
　　1．3．1益生菌：又譯作益生素、促生素、生菌素、生菌劑、活菌劑、菌生素、益菌素等。lilley和stillwell（1965）Zui先使用probiotic這一詞匯來描述一種微生物分泌刺激另一種微生物生長的物質(zhì)。parker（1974）則說為probiotic是維持腸道內(nèi)微生物平衡的微生物或物質(zhì)，可能含有抗生素成分。到h·sosaard（1990）才把probiotic定義為益生菌的現(xiàn)代意義，即一種或多種活微生物及其發(fā)酵產(chǎn)物，能在動(dòng)物腸道內(nèi)通過自身生長繁殖抑制有害細(xì)菌的生長，增強(qiáng)非特異性免疫功能，達(dá)到防治疾病、促進(jìn)生長和提高飼料報(bào)酬的目的。
　　益生菌是利用人或動(dòng)物正常生理菌群（normal microbiota）的成員，經(jīng)選育和繁殖后加工制成活菌制劑，應(yīng)用時(shí)又回到原始環(huán)境，發(fā)揮自然生理作用，改善宿主腸道菌群生態(tài)平衡，提高人或動(dòng)物的健康水平。益生菌種類很多，如乳酸桿菌、蠟樣芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、雙歧桿菌、腸球菌、大腸桿菌、枯草桿菌、丁酸梭菌、酵母菌等。
　　1．3．2益生元：指選擇性促進(jìn)宿主腸道原有的一種或幾種有益細(xì)菌（益生菌）生長繁殖的物質(zhì)，通過有益菌的繁殖增多，抑制有害菌的生長，達(dá)到調(diào)整腸道菌群、促進(jìn)機(jī)體健康的目的。包括雙歧因子（bifidus factor）、有機(jī)酸及其鹽類和某些中草藥。其中雙歧因子是發(fā)現(xiàn)Zui早的益生元物質(zhì)，包括多種寡聚糖或稱低聚糖，如乳果糖（lactulose）、蔗糖低聚糖（oligosucrose）、棉子低聚糖（oligofaffinose）、異麥芽低聚糖（oligomaltose）、玉米低聚糖（cornoligossach-arides）、大豆低聚糖（soybean oligosaccharides）等。雙歧因子不能為動(dòng)物消化吸收，只能為雙歧桿菌、乳桿菌等腸道益生菌利用和分解，促進(jìn)有益細(xì)菌生長，抑制有害細(xì)菌繁殖，調(diào)整腸道正常菌群。
　　1．3．3合生素：指益生菌和益生元同時(shí)并存的制劑，被攝入宿主體內(nèi)后益生菌在益生原作用下繁殖增多，抗病保健作用加強(qiáng)。我國上市的合生素產(chǎn)品增加，如希爾春多元養(yǎng)生素等。合成素結(jié)構(gòu)合理，效果更加優(yōu)越，成為微生態(tài)制劑開發(fā)的主要方向。如在雙歧肝菌活菌制劑中加入雙歧因子，效果會(huì)提高10—100倍。
　　1.4 微生態(tài)制劑的應(yīng)用
　　微生態(tài)根據(jù)其應(yīng)用對象分植物微生態(tài)制劑、人和動(dòng)物微生態(tài)制劑等幾大類。其中植物微生態(tài)制劑只占少部分，如增產(chǎn)菌（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)）、生多素cytozyme（美國）等。動(dòng)物策生態(tài)制劑具有天然無毒副作用，安全可靠，多功能，無殘留，不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，已得到廣泛應(yīng)用。
　　動(dòng)物微生態(tài)制劑可以用常住菌或過路菌研制。常住菌是生理性細(xì)菌，對機(jī)體抗病抵抗力具有舉足輕重的作用，是微生態(tài)制劑的菌種的主要來源。常住菌的特點(diǎn)是占位密度高，免疫性低，是專性厭氧的原籍細(xì)菌。而過路菌占位密度低，具有免疫原性，是兼性厭氧為主的外籍菌和環(huán)境菌。如日本利用em技術(shù)生產(chǎn)的新型復(fù)合微生態(tài)制劑由芽孢桿菌、乳酸菌、光合細(xì)菌、放線菌等5科10屬80種有益微生物構(gòu)成。我國農(nóng)業(yè)部規(guī)定可用于生產(chǎn)微生態(tài)制劑的細(xì)菌有六種，即乳酸桿菌、乳酸鏈球菌、糞鏈球菌、芽孢桿菌、雙歧桿菌和酵母菌。
　　微生態(tài)制劑用于飼料的有嗜氧性菌群、厭氧性菌群、乳酸菌和酵母菌，歐美名國和日本已廣泛用于配合飼料，形成了微生態(tài)制劑產(chǎn)業(yè)。這類微生態(tài)制劑不是人和動(dòng)物的致病菌，能與大腸桿菌、沙門氏菌、鏈球菌、梭狀芽孢桿菌等腸道菌共存而不影響自己的活性。細(xì)菌本身來源動(dòng)物自身的腸道內(nèi)，在低ph值及膽汁內(nèi)能存活，并可植入腸粘膜，細(xì)菌在體內(nèi)發(fā)酵過程能產(chǎn)酸。制劑中的細(xì)菌經(jīng)加工后存活率高，混入飼料后室溫下穩(wěn)定性好。日前在美國準(zhǔn)許飼喂的微生態(tài)制劑菌種40多個(gè)，年使用量8000噸以上，產(chǎn)品如probiottics公司的protoxin（水劑、粉劑）。日本年銷售量在1000噸以上，產(chǎn)值上億美元的單位幾十家，主要是雙歧桿菌類產(chǎn)品，如泰澤藥品公司的意拉庫脫等。其他產(chǎn)品如英國europroteins公司的provita lac teal sblc、德國chevita公司的suiferm special、泰國的toyacerin、加拿大的prosuis paste等。
　　在我國，微生態(tài)制劑的研究和應(yīng)用起步較晚，但相對起點(diǎn)高，發(fā)展快，目前年銷售量也達(dá)到1000噸，產(chǎn)品如促菌生（大連醫(yī)學(xué)院）、促康生（南就農(nóng)業(yè)大學(xué)）、dm432菌粉（上海松江生物藥廠）、增菌素（北京營養(yǎng)源研究所）等。醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的有麗珠腸樂、回春生、金雙歧、整腸生、降脂生、抑菌生、培菲康和乳康生等，其中Zui后兩種屬多菌聯(lián)合制品。
　　2 目前微生態(tài)制劑的研究熱點(diǎn)與展望
　　微生態(tài)制劑在醫(yī)藥衛(wèi)生、畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)和環(huán)保上受到廣泛重視，其生產(chǎn)、應(yīng)用技術(shù)和作用機(jī)制有待深入研究。
　　2.1微生態(tài)制劑的研究熱點(diǎn)
　　2．1．1菌種選擇：目前國外微生態(tài)制劑菌種，主要是應(yīng)用乳酸桿菌、枯草桿菌、鏈球菌等，其中曾大力研究的乳酸桿菌因在飼料種穩(wěn)定性差，瑞在動(dòng)物微生態(tài)制劑轉(zhuǎn)向主要研究枯草桿菌。我國目前主要應(yīng)用芽孢桿菌和乳酸桿菌，菌種選擇的研究熱點(diǎn)是適合我國人畜的優(yōu)良菌種的選育，特別是適合各種日糧，直接促進(jìn)動(dòng)物生長的益生菌，應(yīng)用生物工程技術(shù)能培育出分泌更多氨基酸和消化酶的益生菌等。
　　2．1．2耐酸耐熱選育：益生菌不能抵抗鹽酸、膽酸等的作用，就無法到達(dá)腸道，或能到達(dá)腸道但定植時(shí)間不長。益生菌在生產(chǎn)和運(yùn)輸中受壓受熱失活，就會(huì)降低應(yīng)用效果。必須應(yīng)用基因技術(shù)進(jìn)行定向耐酸耐熱選育，研究耐酸耐熱的穩(wěn)定化技術(shù)和微膠囊化技術(shù)等就成為研究熱點(diǎn)。
　　2．1．3作用機(jī)理：目前只有乳酸桿菌和雙歧桿菌的作用機(jī)理研究得較為清楚，其他益生菌的作用機(jī)理、相關(guān)加工工藝和應(yīng)用技術(shù)尚需深入研究。通過對作用機(jī)理的研究來篩選菌株，研制Zui理想的抗生素替代品，以及應(yīng)用基因工程技術(shù)篩選半性腸道定居菌株的機(jī)理研究，都是熱點(diǎn)課題。其他如益生菌存活機(jī)理、高密度生長劑理、粘附定植機(jī)理、益生作用的微生態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)機(jī)理等均成為一定的研究熱點(diǎn)。
　　2．1．4應(yīng)用技術(shù)：益生素復(fù)合制劑及與抗生素、肽、酶等的聯(lián)合應(yīng)用技術(shù)，益生菌與光和菌聯(lián)合應(yīng)用技術(shù)等，也是微生態(tài)制劑研究熱點(diǎn)之一。
　　2.2 微生態(tài)制劑的前景
　　2.2.1 微生態(tài)制劑前景非常廣闊：微生態(tài)制劑避免了抗生素長期使用的毒副作用，及耐藥性或抗藥性，可防治微生態(tài)平衡失調(diào)。同時(shí)促進(jìn)畜禽生長發(fā)育，提高飼料消化、吸收和轉(zhuǎn)化率，增加肉蛋產(chǎn)率，而且產(chǎn)品中沒有殘留污染，符合綠色食品要求。因此醫(yī)藥、飼料和獸醫(yī)界都主張大力研制推廣益生素以替代抗生素。
　　2.2.2 我國微生態(tài)制劑發(fā)展戰(zhàn)略：我國微生態(tài)制劑發(fā)展要做到起點(diǎn)高、菌種工藝和包裝適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用針對性好，應(yīng)加強(qiáng)微生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)和重點(diǎn)項(xiàng)目的研究，大力進(jìn)行宣傳教育、科學(xué)普及和立法管理工作。制劑質(zhì)量應(yīng)依靠活菌種類和數(shù)量加以控制，目前微膠囊凍干菌粉是優(yōu)良的制劑形式。我國產(chǎn)品既要與國際接軌，又要適合我國國情?？偟膩碚f微生態(tài)學(xué)和微生態(tài)制劑尚處于發(fā)展的初級階段，要加強(qiáng)學(xué)習(xí)和研究，使微生態(tài)制劑更好地服務(wù)于畜牧養(yǎng)殖業(yè)，造福于人類社會(huì)。
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