综述：益生菌作为抗生素在水产养殖中的可持续替代品：当前知识现状综述

这篇综述系统探讨了益生菌（Probiotics）作为抗生素替代品在水产养殖（Aquaculture）中的应用潜力，重点分析了其通过竞争性排斥（Competitive Exclusion）、免疫调节（Immunomodulation）和抗菌物质合成等多重机制改善水质、增强宿主免疫（如TNF-α/IL-1β上调）及抑制病原体（如Vibrio spp.）的效果，为应对抗生素耐药性（AMR）和生态可持续性提供了综合解决方案。

　　

引言

水产养殖是全球增长最快的食品生产领域之一，但其集约化发展伴随疾病爆发、水质恶化和抗生素滥用等问题。抗生素的过度使用导致耐药基因（ARGs）扩散，而益生菌作为生态友好型替代方案，通过调节宿主微生物组、增强非特异性免疫和降解有机废物，展现出多维度的应用价值。

抗生素使用的问题

水产养殖中抗生素的预防性、治疗性和促生长应用导致环境残留和细菌耐药性。例如，越南每吨养殖鱼抗生素用量高达700克，远高于挪威的1克/吨。抗生素仅10%-30%被吸收，大部分通过粪便进入水体，诱发水平基因转移（HGT），加速耐药基因（如质粒介导的Vibrio耐药性）传播。

益生菌的作用机制

竞争性排斥
益生菌如Lactobacillus pentosus通过占据肠道粘附位点，竞争性抑制病原体（如Aeromonas hydrophila）。研究显示，Enterococcus faecium可减少虾类Vibrio定植率达60%。

抗菌物质合成
Bacillus subtilis分泌细菌素（Bacteriocins）和有机酸（如乳酸），降低肠道pH值，抑制病原体代谢。热灭活Lactobacillus plantarum仍保留抑制Aeromonas的能力，提示其细胞壁成分具有长效活性。

免疫调节
益生菌通过激活巨噬细胞吞噬活性和抗氧化酶（SOD、CAT）表达，增强宿主防御。例如，Bacillus spp.可使杂交石斑鱼IL-1β表达量提升2倍，同时降低应激激素皮质醇水平。

应用与效益

水质改善
混合Bacillus菌剂（10¹⁰ CFU/mL）可将氨氮浓度降低50%，同时稳定pH值。Pediococcus acidilactici能分解虾池有机废物，减少生物需氧量（BOD）。

疾病防控
在白斑综合征病毒（WSSV）挑战试验中，益生菌处理组虾存活率提高40%。Lactococcus lactis对Aeromonas hydrophila的抑菌圈直径达15mm，优于单一抗生素。

递送技术

• 微胶囊化：海藻酸钠包裹的益生菌在肠道缓释，存活率提升80%。
• 活饵载体：用益生菌强化Artemia投喂仔鱼，可同步提供营养和菌群定植。

挑战与展望

当前瓶颈包括菌株特异性（如Bacillus对鲑鱼效果优于罗非鱼）和规模化稳定性。未来需结合纳米载体（如壳聚糖-硒纳米颗粒）和组学技术（宏基因组筛选）优化菌株组合。

结论

益生菌通过生态位竞争、免疫激活和环境修复的三重作用，为水产养殖提供了可替代抗生素的闭环解决方案。其商业化应用仍需跨学科协作，但无疑是实现"蓝色转型"（Blue Transformation）的核心技术之一。