那西肽是含硫多肽類抗生素家族中的一個新成員,其英文名稱為Nosiheptide。1961年由法國洛普克公司首次發(fā)現,最初由一種從阿根廷土壤中分離出的放射菌培養(yǎng)生成。盡管這種抗生素早已發(fā)現,但由于生產效率低,難以工業(yè)化生產,直到80年代,生產方法取得突破,才進入了工業(yè)化生產。國外于80年代末批準上市,我國在80年代后期由上海醫(yī)科大學生物合成教研室開始研究,取得了一定的成果,目前已將它轉化成了生產力。那西肽對革蘭氏陽性菌蛋白質的合成有抑制作用,但因水溶性較差,目前尚未應用于臨床,各國抗生素專家都致力于它的生物合成途徑和基因工程的研究,企圖改變其生物合成途徑,獲得結構改變的類似物用于臨床。不過由于那西肽具有良好的生長刺激作用,且在動物體內不會殘留,現在已被開發(fā)為一種商品化的新型非吸收型飼料添加劑。
1 那西肽的結構與理化特性
那西肽是一種帶有5個噻唑環(huán)的多肽類抗生素,其分子式為C51H43N13O12S6,分子量為1222,其結構如下圖:那西肽為黃綠色物質,呈粉末狀或細針狀結晶,熔點為310℃~320℃(伴隨分解)。那西肽可溶于氯仿、吡啶、二甲基酰胺、二甲基亞砜,微溶于甲醇,乙醇、乙酸乙酯和苯,不溶于水。
2 那西肽的生產方法
那西肽是用微生物培養(yǎng)方法生產的,那西肽產生菌主要有活躍鏈霉菌(Streptomycesactuosus)、抗生素鏈霉菌(S.antibioticus)和青灰色鏈霉菌(S.glaucogriseus),其中以活躍鏈霉菌為最好。
那西肽的結構有實驗證明配制培養(yǎng)基選擇以下的原料配制比較經濟,適于工業(yè)化生產。碳源一般采用4%葡萄糖和3%淀粉,氮源一般用3%黃豆粉、0.05%(NH4)2SO4、0.2%NaNO3,金屬離子采用0.05%K2HPO4、0.05%Na2SO4、0.05%MgSO4、0.002%FeSO4和0.001%ZnSO4,另外,0.02%的MnSO4對那西肽的生成有刺激作用,0.02%的CoCl2對那西肽的生成有抑制作用。那西肽的發(fā)酵流程:配置培養(yǎng)基→接種→轉入發(fā)酵搖瓶(培養(yǎng)溫度28℃,搖床轉速270r/min)→粗提→精制→那西肽精品。
在我國早期的研究中,由于技術的原因那西肽的產量一直很低,經過上海醫(yī)科大學不斷深入的研究,對那西肽的產生菌進行一系列的誘變,那西肽的產量已由原來的80~100μg/mL(StreptomycesactrosusATCC25421菌株)提高到了1500μg/mL(Strepto mycesactrosusZ15)。
另外,國內外有研究表明,那西肽能夠用化學方法進行合成
3 那西肽作為飼料添加劑具有的特點
3.1 用量低且能有效的促進畜禽生長和改善飼料的利用率;
3.2 主要抑制革蘭氏陽性菌的生長;
3.3 不產生耐藥性,與其他抗生素也不產生交叉耐藥性;
3.4 對環(huán)境影響小;
3.5 在腸道不被消化吸收,無殘留問題,對動物特別對人是安全的。
4 那西肽的抗菌性能
那西肽對革蘭氏陽菌有明顯的抑制作用,最小抑制濃度(MIC)平均為0.008μg/mL。對金黃色葡萄球菌的MIC為0.001μg/mL;對其他葡萄球菌屬細菌的MIC為0.0005~0.004μg/mL;對小球菌屬、八疊球菌屬、梭菌屬、鏈球菌屬、雙球菌屬、乳桿菌屬、桿菌屬細菌的MIC一般為0.0001~0.01μg/mL。對革蘭氏陰性菌,如大腸桿菌、志賀氏桿菌屬、沙門氏菌屬、氣桿菌屬、史雷佩氏菌屬、變形桿菌屬、沙雷氏菌屬、假單胞菌屬、布魯氏菌屬、梭形桿菌屬細菌的MIC>125μg/mL因此在飼料中添加那西肽,可以提高動物的抗病能力,改善飼料效率。
5 那西肽在畜牧上的應用
5.1 在家畜上的應用效果
?。茫颍铮恚鳎澹欤?1984)等在美國的3個洲(Kentucky,Lowa,Indiana)同時對生長肥育豬進行了一次試驗,試驗豬的頭數為296頭,那西肽的添加濃度為5.5,11,22mg/kg,其結果表明,在生長階段,添加那西肽組的平均日增重比對照組提高了13.1%,料重比下降了5.3%;在整個肥育階段,那西肽組平均日增重比對照組提高了7.6%,料重比下降了2.9%。河合宏(1988)在日本12個試驗研究機構對仔豬進行了19次飼料添加劑使用效果試驗,試驗的仔豬總數為530頭,那西肽的添加濃度為2.5~50mg/kg,試驗進行了8~13周,結果表明,在2.5~20mg/kg的添加范圍內,與對照組相比,仔豬增重5%~20%,飼料效率提高5%~15%。特別對于斷奶后4周內的仔豬,效果尤為顯著。肖希龍等(2000)進行的試驗表明,那西肽具有有效促進仔豬和生長豬的生長,提高仔豬成活率和飼料報酬的作用,另外,試驗還表明,那西肽能有效抑制仔豬腹瀉。
5.2 在家禽上的應用
?。停悖牵椋睿睿椋?1978)在美國的俄亥俄、阿肯色、科羅拉多3個州舉行的一次試驗,采用0.345~221mg/kg范圍內9種濃度對11700只肉仔雞進行了試驗,結果表明,那西肽在添加濃度為0.345mg/kg以上,就有明顯的增重和改善飼料效率的作用。河合宏(1988)在日本對雛雞進行的8個試驗也表明,添加2.5~5mg/kg的那西肽能明顯促進雛雞的體增重和提高飼料效率,與對照組相比,體增重提高了4%~5%,飼料效率提高了2%~3%。薩仁娜等(1997)試驗結果表明,那西肽(3mg/kg)對0~6周齡肉仔雞的生長有顯著影響,平均日增重與對照組相比提高了11.43%。結果表明,那西肽對肉仔雞前期(0~3周齡)促生長作用不明顯,而對于后期(5、6周齡)促生長作用非常明顯,添加那西肽(3mg/kg)組日增重在5、6兩周內顯著高于對照組13.58%和11.43%。沈建忠等(2000)試驗表明,與桿菌肽鋅相比,那西肽具有明顯的提高肉仔雞成活率,促進肉仔雞生長和提高飼料報酬的作用。
還有資料表明,那西肽具有節(jié)約部分維生素的作用。
6 那西肽的安全性
對于任何一種飼料添加劑,都必須考慮其在動物體內殘留的問題,也就是其安全性的問題。那西肽對家畜、家禽是安全的。一次試驗,在肉雞飼料中添加那西肽0~250mg/kg分5組,喂養(yǎng)7周;用剛斷奶仔豬在飼料中添加那西肽0~00mg/kg,經觀察,在增重、采食和一般健康狀況等方面均正常,進行解剖、血檢等也未見異?,F象。另一次試驗,對雞采用250~500mg/kg的添加量,對豬采用200mg/kg的添加量,對雞喂養(yǎng)8周,對豬喂養(yǎng)90d,試驗表明,在喂養(yǎng)期中途屠殺以及在停藥當天,在消化器官內有殘留,但在停藥后1d,那西肽的殘留量都在檢測限以下,另外,用14C標記的那西肽對大鼠、豬和雞的試驗表明,攝食的那西肽大部分不參與代謝,而在糞中排出,因此,那西肽不會被腸道吸收,不會在動物臟器和組織中殘留。周熙等(1995)試驗結果表明:給肉雞添加2.5、mg/kg的那西肽,在停藥16、48以及72h后屠宰,對肌肉、肝、腎、心等臟器進行檢測,結果顯示,那西肽的殘留均低于0.01mg/kg。動物糞中排出的那西肽仍然有抗菌活性,在豬糞和雞糞中其半衰期分別為1個月和20d左右。用這種含有那西肽的豬糞和雞糞施肥,會不會使那西肽被植物吸收,轉移到農作物中去呢?因此對玉米、甜菜、大麥和大豆4種作物進行了試驗,結果表明,從收獲的農產品中均未檢測到那西肽的殘留。
關于遺傳方面,小林功等(1998)對那西肽做了體外誘發(fā)基因損壞的試驗,包括基因的重組、修復、回歸變異以及那西肽誘發(fā)變異等試驗,結果顯示都是陰性的。而且用小鼠做宿主進行的Ames試驗和微核試驗都顯示,那西肽不會引起基因損傷。那西肽對活性污泥中的微生物沒有影響,對魚類安全性也極高。因此對環(huán)保不會產生影響。另外,那西肽對皮膚和眼黏膜均無刺激性,在飼料配制和使用時均十分安全,因此,那西肽是一種新型的優(yōu)良飼料添加劑。
7 那西肽的應用前景
那西肽在我國一直沒有發(fā)展起來的原因是產量低,經過上海醫(yī)科大學不斷深入研究其產量已有了很大的提高。那西肽作為一種新型的飼料添加劑不但能促進畜禽生長,提高飼料效率,而且還具有不易產生耐藥性,無殘留,對環(huán)境影響小,對人畜安全等特點,這些特點完全符合人們對飼料添加劑的要求,而且它不僅能廣泛應用于畜禽業(yè)而且還能廣泛應用于水產業(yè),具有一定的社會效益和經濟效益。因此,那西肽作為一種新型飼料添加劑其應用前景非常廣闊。(李紅軍 鄒曉庭)