一种防治水产动物细菌性疾病的抑菌剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于水产养殖技术领域，具体涉及一种防治水产动物细菌性疾病的抑菌剂 及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 随着高密度海水养殖业快速发展，对养殖环境的污染日益加剧。水产品的病害已 成为海水养殖业发展的主要问题。其中，弧菌病是由弧菌属细菌引起的一类细菌性疾病，该 病在全球范围内广泛发生，其爆发性流行不仅给海水养殖鱼类、贝类及甲壳类等经济动物 的养殖业造成巨大的经济损失，还导致野生的海水鱼类、贝类及甲壳类的大量死亡。
[0003] 对4下早起死亡综合症（Early Mortality Syndrome，EMS)，又称为急性肝胰腺坏 死病（AHPND)，早在2009年，在中国大陆地区被发现，随后越南、马来西亚和泰国等相继发 现了此疾病。美国亚利桑那大学的Dongald Lighter博士正式确定了 EMS与特异性副溶 血弧菌的关系，副溶血弧菌的质体上带有与光杆菌同源的昆虫相关的毒素 （Photorhabdus insect-related Pir toxins, PirA and PirB)，已被证明是引起AHPND的关键毒力因子，而 毒素调节菌毛（TCP)是另一个毒力因子，两种毒力因子都受群体感应（QS)系统调控。
[0004] 为了控制病害，通常过度使用抗生素类药物，这不仅造成养殖产品的药物残留，而 且还提高了病原细菌的耐药性，引起抗性基因的转移，导致生态失调。2005年，欧盟已禁止 在动物养殖中使用一切非治疗性抗生素。因此，寻找抗生素的替代药物、探索新的防治方式 已经迫在眉睫。
[0005] 群体感应（Quorum Sensing, QS)是细菌通过感应细胞密度变化来进行细胞间信息 交流的重要机制，存在于革兰氏阴性和阳性细菌中。具有QS系统的细菌能够产生并释放特 定信号分子，由细菌释放的信号分子被称为自体诱导物（Autoinducers，AIs)。大多数弧菌 的QS系统有三种不同的自体诱导物信号分子，包括AI-1 (种内信号）、CAI-1 (内部基因信 号）和AI-2 (种间信号）。信号分子浓度达到一定浓度阈值时，细菌周围存在的信号的信号 分子就会与相应的受体蛋白结合，启动群体感应相关基因的表达，包括生物膜的形成和致 病因子的释放。
[0006] 在水产养殖业中，群体感应及相关技术实现商业化在取代传统抗生素的大量使用 以及防治弧菌病具有潜在的价值，包括群体感应淬灭（Quorum Sensing Quenching，QSQ)和 群体感应沉默（Quorum Sensing Silencing，QSS)两种方法。群体感应淬灭是通过减少自 体诱导物来切断细菌间的通信，而群体感应沉默是通过添加大剂量信号分子来制造群体感 应假象。
[0007] 由霍乱弧菌引起的传染病是弧菌感染的致病例子之一，致病因子是通过群体感应 系统来调控细菌行为。弧菌的群体感应是通过两种细胞外自体诱导物分子来调节的，有文 献报道 CAI-1 为（S)-3-羟基十三烷-4-酮（(S)-3-hyroxytridecan-4_one)和 AI-2 为呋 喃硼酸二酯（furanosyl borate diester)，其中CAI-1为弧菌特有信号分子，AI-2为多种 细菌共有的信号分子。当菌体密度较低时，霍乱弧菌分泌的信号分子CAI-1和AI-2浓度较 低，毒力因子的表达被激活，并形成生物膜，促进了霍乱弧菌在宿主体内的增殖和致病性； 当菌体密度较高时，信号分子的浓度达到一定阈值，霍乱弧菌毒力基因和生物膜形成相关 基因则被抑制。霍乱自体诱导物-l(CAI-l)和自体诱导物-2(AI-2)协同作用来调控基因 表达，其中，CAI-1调控作用更强。
[0008] 目前，还未有将细菌群体感应分子用于防治水产动物细菌性疾病的报道。
【发明内容】
[0009] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种防治水产动物细菌性疾病的抑菌剂及其 制备方法和应用。本发明提供的防治水产动物细菌性疾病的抑菌剂包括细菌群体感应分 子，具有剂量小、无毒副作用、高效、显效快、无耐药性、无药物残留的优点，为替换或减少使 用传统抗生素以及其它禁用药物提供了一种选择，本发明提供的一种防治水产动物细菌性 疾病的抑菌剂尤其有利于提高水产动物的存活率，特别是对AHPND (急性肝胰腺坏死病）的 预防和治疗具有重大意义。
[0010] 本发明所提供的防治水产动物细菌性疾病的抑菌剂有利于防治水产动物感染弧 菌，并在制备基于细菌群体感应沉默的水产动物病害防治药物的应用方面大有前途。
[0011] 第一方面，本发明提供了一种防治水产动物细菌性疾病的抑菌剂。
[0012] 优选地，所述细菌群体感应分子为CAI-1型细菌群体感应分子和AI-2型细菌群体 感应分子中的至少一种。
[0013] 本领域技术人员容易理解的，所述CAI-1型细菌群体感应分子包括（S)-3_羟基 十三烷-4-酮，以及十三烷-4-酮的衍生物中的至少一种，可选地，所述CAI-1型细菌群体 感应分子可以是天然提取物或人工合成的化合物；所述AI-2型细菌群体感应分子包括呋 喃硼酸二酯（也抑11〇87113〇抑七6(1丨68七61')及由41-2的前体5-二羟基-2,3-戊二酮（0]：)0) 经过不同的变化得到的衍生物中的至少一种，例如，哈氏弧菌中的AI-2是通过所述5-二羟 基-2, 3-戊二酮（DPD)与硼酸分子缩合而成，可选地，所述AI-2型细菌群体感应分子可以 是天然提取物或人工合成的化合物。
[0014] 进一步优选地，所述CAI-1型细菌群体感应分子为如式I所示的细菌群体感应分 子化合物，
[0016] 其中，R为：氢、羟基或-NH2;
[0017] η为6-10的整数，优选为6、8。
[0018] 更进一步优选地，R为-ΝΗ2, η为8,即所述细菌群体感应分子（3-氨基十三 烷-4-酮盐酸盐）如式II所示化合物，
[0019]
[0020] 更进一步优选地，R为羟基，η为8,即所述细菌群体感应分子（(S)-3-羟基十三 烷-4-酮）如式III所示化合物，
[0022] 优选地，所述抑菌剂还包括任选的一种或多种药学上可接受的载体或赋形剂；本 领域技术人员容易理解的，所述药学上可接受的载体或赋形剂是指不会对生物产生显著刺 激作用并不会消除所给与的化合物的生物活性和性能的载体或者稀释剂。
[0023] 可选地，所述药学上可接受的载体或赋形剂可为水溶液、悬液、乳液、粉末、丸剂、 胶囊、颗粒剂或片剂。
[0024] 可选地，所述抑菌剂的剂型是一种适于口服给予的抑菌剂，包括所述的细菌群体 感应分子，以及任选的一种或多种药学上可接受的载体或赋形剂。
[0025] 可选地，所述抑菌剂的剂型是一种适于肠胃外给予的抑菌剂，包括所述的细菌群 体感应分子，以及任选的一种或多种药学上可接受的载体或赋形剂。
[0026] 优选地，所述含细菌群体感应分子的抑菌剂还包括饲料和饲料添加剂中的一种或 多种。
[0027] 可选地，所述饲料成分可以包括基于植物的饲料，如谷类、谷类副产品、食品加工 副产品、纤维、淀粉、坚果和油，以及基于动物的饲料，如蛋白质、脂肪、矿物质、无机物质、浮 游动物和鱼粉，但不限于此。
[0028] 可以理解的是，所述含细菌群体感应分子的抑菌剂的制备方法为本领域技术人员 容易理解的常规技术，可按具体需要添加不同饲料、饲料添加剂、载体和赋形剂中的一种或 多种。比如，按行业内常规方法将本发明所述细菌群体感应分子按照现有工艺添加到的水 产动物饲料或饲料添加剂中，所述饲料或饲料添加剂可任选为水溶液、悬液、乳液、粉末、丸 剂、胶囊、颗粒剂或片剂，获得本发明所述含细菌群体感应分子的抑菌剂。
[0029] 优选地，所述含细菌群体感应分子的抑菌剂还可按本领域常规技术制备成营养 品、活饵、绿源粉等常规虾料中的一种或多种。
[0030] 可以理解的是，具体应用时，养殖户还可按具体需要，在本发明提供的含细菌群体 感应分子的抑菌剂中添加市场上不同饲料、饲料添加剂、载体或赋形剂一种或多种，搭配使 用，然后再投料。
[0031] 优选地，所述抑菌剂中，所述细菌群体感应分子的质量分数为0.05% -5%，进一 步优选为〇. 5%。
[0032] 优选地，所述抑菌剂的使用终浓度使得细菌群体感应分子在水产动物养殖水体中 的终浓度为 〇· 2-50、4-20 或 5-10ppm。
[0033] 第二方面，本发明提供了 一种如