水產養殖濫用抗生素，替代品急需產業化
——專訪美籍華人微生物專家何增國

■ 《海洋與漁業》記者 方瓊玟/文圖

“我從事微生物研究已經31年了，起初師從中國著名微生物學家李季倫院士，從事微生物次生代謝產物的研發及產業化開拓，現在投身飼用抗生素替代品開發及產業化。”美籍華人微生物專家何增國教授指出，過去，水產養殖業抗生素使用缺乏有效管理，不僅造成了環境中抗藥性病菌滋生，而且給水產品安全、人類健康帶來較大的隱患；未來水產養殖業的發展將以可持續生態養殖模式為主導，飼用抗生素替代品安全、可靠、無污染，是大勢所趨。

《海洋與漁業》記者最近有幸拜訪何增國教授，何教授向記者分享了許多國際上前沿的微生物技術、水產微生態制劑研發成果、中國水產生態養殖解決方案等。

擔憂演變“超級細菌”后果將很嚴重

自1928年發現青霉素以來，抗生素拯救了數以千萬計的生命，為人類現代文明做出了巨大貢獻。飼料添加抗生素在上世紀50年代逐步興起，推動了動物養殖業的飛速發展，但是隨著動物養殖業的集約化規模化發展，幾十年來飼用抗生素的種類及用量不斷增加或提高，超量使用已成為養殖業的普遍現象。持續多年的抗生素濫用終于導致了耐藥性細菌大面積暴發，多重抗藥性細菌頻頻出現。何增國指出，“超級細菌”已發展出對包括多黏菌素在內等多種抗生素的抗藥性，一旦泛濫，人類的生存都是問題，因為多黏菌素是人類對付革蘭氏陰性細菌的最后一道防線。

2012年，何增國回到中國，親眼目睹中國水產養殖業抗生素使用管理的困境：一些養殖戶對抗藥性細菌認識不足，病急亂投醫，濫用抗生素，造成水體中及水生動物體內抗生素殘留。如果繼續濫用下去，他擔心養殖環境中的抗藥性致病菌成為優勢菌群，最后演變為“超級細菌”，令水產業陷入“無藥可用”的境地。

微生態plus最有希望對抗超級細菌的產品

2004～2007年，何增國在俄亥俄州立大學任研發專員期間，發現了一種功能性益生菌代謝產物抗菌肽Paenibacillin，成為該大學的六大發明之一。何增國介紹道，這是迄今為止細菌中唯一一個N端乙酰化抗菌肽，屬于羊毛硫抗菌肽，非常穩定，耐熱＞120℃，是一種非常有希望替代抗生素，如抗革蘭氏陽性菌的生物活性物質。“這個含有羊毛硫氨酸的抗菌肽，活性與抗生素相當，當時我們用了核磁共振譜等很多方法，才把它的結構解析出來，已經申請了美國專利和歐洲專利。”何增國指出，抗菌肽是否能夠替代抗生素，取決于它的活性能否達到抗生素活性同類的水平，假如活性低于抗生素，那么這個抗菌肽就不能起到替代作用，當然不可能進行產業化生產。

2011年，何增國創辦了美國百奧安泰公司，開始了飼用抗生素替代的產業開拓。為了把在美國學到的產業化理念落地中國，他于2012年回國效力，在飼用微生物工程國家重點實驗室任職。2016年，青島百奧安泰公司在山東院士智谷落地，研發團隊在何增國帶領下聚焦微生態plus（即第二代微生態制劑，產品含益生菌功能性代謝產物）產品的產業化，目前已開發出10多種產品。

“目前，國內上的生物飼料大多是微生態制劑，是細胞水平的，屬于一代產品，但是我們團隊已經進行到細胞+功能性代謝產物。”何增國告訴《海洋與漁業》記者，公司的微生態plus已實現規模化生產及銷售，其中一些產品在抵抗弧菌、防治南美白對蝦腸炎方面效果顯著，在廣東、福建多地廣泛應用。

創新產業模式讓養殖戶由消費者變成生產者

“我們正在推廣‘萬罐計劃’，這是一種讓水產養殖戶由消費者變成生產者的嶄新的產業模式。”何增國告訴記者，公司近年研發了一套益生菌自動發酵罐，可以安置在養殖塘頭自動發酵生成新鮮的益生菌，如乳酸菌、EM菌和光合菌，新鮮的益生菌按時按量投放，在極少甚至完全不使用抗生素的情況下養殖效果就非常理想。

發酐罐

何增國形象地向記者描述：生產益生菌，就像泡茶葉一樣，會培育出菌及代謝產物，菌的代謝產物就像茶水，是液狀的，不好賣也不好運輸，還容易變質，所以多數廠家在生產過程中通過管理系統收集菌體，而把代謝產物當成廢水排走，然后把菌烘干再去賣，這個過程投入很大，菌的存活度也難以保證，最重要的是寶貴的代謝產物也是非常有用的物質，這種做法就把它浪費了。所以只賣菌，屬于一代產品，是細胞水平的。假如將代謝產物和菌結合起來，那就是含有功能代謝產物的二代水平，但是這個運輸方面十分麻煩，因此我們利用菌株采集、分離、人工選育和繁殖擴增等科技手段，給養殖戶提供菌種及核心料，讓他們自主在養殖場用發酵罐生產，生產出來的就是二代產品。

“這樣一來，運輸成本全部省掉，生產模式、商業模式都變了，養殖戶由消費者變成生產者。”何增國說，更重要的是，這個“罐子”可以根據不同菌種及核心料，生產出各種優質益生菌。另外，每個養殖區域的情況不盡相同，公司會運用科技手段，分析不同養殖環境的微生物區系，然后定制式優選最佳工程菌種，最快15天菌種和益生菌發酵罐就能送到養殖戶所在地，生產出養殖戶定制的微生物制劑產品。

目前，百奧安泰已經研發出六、七種“萬罐計劃”自擴培發酵產品，已經覆蓋到中國10個省市。

轉變觀念開發抗生素替代品意義重大

在整個大地球生態圈里，有動物、植物，也有微生物，微生物的作用是轉害為用、轉廢為寶，是絕對不能缺少的生態圈核心要素。何增國介紹道，美國最近推出了國家級戰略計劃“國家微生物組計劃”，是專門針對地球大生態及人體微生態微生物所做的系統研究。最新研究發現，人類的健康是由胃腸道的微生物菌群即微生態決定的，人類體內99%的微生物是有益的，而近些年抗生素的泛濫，不僅使大生態圈微生物菌群失衡，也破壞了人體的微生態平衡，使有益于人體健康的益生菌缺失，導致人類很多疾病的產生。

何增國說，二十一世紀是生物世紀，更是微生物世紀。中國的養殖規模世界第一，飼用抗生素使用也是世界第一，由此衍生的危機與挑戰可想而知。因此，開發飼用抗生素替代品意義很大。”