由於世界各國的畜牧產業,已經趨向減用,甚至禁用抗生素的潮流,這促使廠商、專家學者們,無不致力於尋找新的替代方案。
噬菌體(Bacteriophage)是一種病毒顆粒,可以感染特定細菌,並且在其體內複製增殖,最後造成細菌溶解死亡。若這些細菌是致病的,透過噬菌體殺滅,對畜牧場來說,是一種控制病原的有效策略。
何謂噬菌體?
什麼是噬菌體呢?Alexander Sulakvelidze解釋道,噬菌體是地球上最廣泛存在的有機物質,並吃重地扮演著微生物生態中的平衡角色。
噬菌體是針對細菌感染的病毒,其結構與一般病毒無異。噬菌體的基因物質,一般由結構蛋白合成的外殼所包覆。
這些基因物質是DNA與少許RNA組成,其中編碼著包含結構(殼蛋白)與非結構蛋白,後者乃病毒複製所需。並且,這些基因物質由其宿主的核酸酶保護,因而可以在宿主的細胞中存活。
噬菌體的作用模式(溶菌作用)
噬菌體附著在細菌細胞(附著階段),並注入其DNA或RNA至細胞中(注入階段)。噬菌體DNA進行複製,並且表現出來,以製作各種蛋白質,其中包括殼蛋白(DNA複製與蛋白質合成階段)。
殼蛋白組合成病毒外殼,並且填入DNA,便產生更多新的噬菌體。
在溶菌作用的後期,噬菌體的基因開始在細菌細胞膜,與細胞壁上合成「穿孔蛋白」。
該孔洞會讓水流入,致使細菌細胞膨脹、爆裂。因而釋出的新噬菌體,能尋找新的細菌細胞附著,進行下一次溶菌作用(圖)。
圖片來源:Microbe Online |
業界新產品
韓國有廠商正研發畜牧使用之噬菌體產品,可以作為2022年的後抗生素時代之用。
其中以雞尾酒式的作法,混和了五種噬菌體(兩種噬沙門氏菌、兩種噬桿菌、一種噬梭菌)。目前已經在歐盟之外的國家推廣,各自可以殺滅其菌種內的95%菌株(高達740種病原株)。
業者宣稱,可以針對家禽傷寒(Fowl typhoid)、雛白痢(Pollorum disease)、食物媒介的汙染、家禽腸桿菌(Avian Colibacillosis)、壞死性腸炎(Necrotizing Enterocolitis)。
後語
隨著全球各國抗生素禁用法案施行,臺灣也不落後於世界趨勢。除了短胜肽、胺基酸、精油類、皂甘類、多醣體等,眾多處理經濟動物之病原菌的替代產品問世,「噬菌體」是一種將已知微觀生態的概念,應用成新興解決方案,也期待國內代理商的引進。
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