
科技日报记者 符晓波
在浩瀚的蓝色海洋深处,蕴藏着破解全球性抗生素耐药性难题的“生命密码”。
“海洋无脊椎动物生存环境复杂,它们仅依靠先天性免疫系统抵御病原体。其体内蕴藏着种类繁多、结构独特、功能特异的先天性免疫分子,堪称理想的‘替抗资源宝库’。”4月1日,福建省海洋科学与技术创新实验室(以下简称“鹭江创新实验室”)领军科学家王克坚告诉科技日报记者,团队已从海洋生物中发掘出百余种全新抗菌肽,并建成能持续高效生产抗菌肽的“微生物工厂”,有望在水产养殖、食品保鲜、医疗健康等众多领域解决细菌耐药性问题。
这条全链条自主可控的原始创新之路已经走了20多年。
本世纪初,我国水产养殖业因抗生素残留问题,在出口方面遭遇阻碍,大量渔民生计受到影响。寻找安全、高效的抗生素替代品迫在眉睫。这让原本从事反刍动物免疫研究的王克坚决心转向海洋动物新型抗菌肽的研究与开发,一头扎进当时国内几乎空白的新领域。
没有现成技术、没有成熟路径,一切从零开始。
海洋无脊椎动物主要依靠自身先天免疫抵御病菌、病毒、寄生虫等的侵袭。这意味着,它们体内有一套高效且独特的天然防御系统。团队选择常见的青蟹作为研究突破口,从其体内分离纯化出具有高效抗菌活性的天然蛋白分子,并加以分析研究。
可真正开展研究时,团队才发现困难重重,犹如海底捞针。蛋白分离纯化、活性筛选、结构验证、功能鉴定……每一步都需要开展海量实验。研究团队在无数样本中反复摸索,历时两年,才成功从青蟹性腺中“打捞”出一个新型抗菌肽,并揭示了它的基因序列和抗菌活性特征。这也是首个从甲壳动物中获得、由我国研究者命名并拥有完全自主知识产权的新型阴离子抗菌肽。
“那一刻的喜悦,难以言表。它证明了我们的方向是对的,海洋里确实有‘宝藏’,而且我们有能力把它找出来。”王克坚说。
首战告捷,团队的研究开始提速。他们利用多种生物学技术,先后从青蟹、对虾、鳗鲡、大黄鱼等10余种海洋生物中,发掘出上百种具有不同抗菌活性的多肽,并系统揭示了其功能与机制,率先建立海洋动物新型抗菌肽库,为研发多用途抗菌肽产品奠定基础。
只“找到”抗菌肽还不够,还要能“量产”。为确保全程技术自主可控,团队围绕抗菌肽高效制备、发酵表达、分离纯化等产业化制备工艺开展攻关,突破抗菌肽难表达和表达量低等关键技术瓶颈,逐步建成了一套可实现持续稳定、低成本生产抗菌肽的技术体系。
基于这项自主创新成果,团队将首创的抗菌肽制品在大黄鱼、石斑鱼、对虾等养殖场景中开展示范应用。结果表明,海洋新型抗菌肽不仅能有效替代部分抗生素、减少药物残留,还可显著提升养殖动物的生长速度与自身免疫力,取得显著社会经济效益。
2025年鹭江创新实验室挂牌成立后,海洋生物抗菌肽的产业化进程大幅提速。王克坚介绍,在实验室的支持下,团队牵头成立了海洋生物抗菌肽产业研究院,目前已联动10余家水产、日化、食品、医药等领域的企业,通过专利转化、共建研究中心、合作产学研项目等方式开展合作。这项原创性技术成果正在多条产业赛道上转化。
创新价值的最终体现,在于解决实际问题。不同的抗菌肽就像一把把独特的“钥匙”,能精准作用于不同的病原菌。从基因发现起步,一步步推进至产品创制,王克坚团队实现了“从0到1”的突破、“从1到100”的拓展,为海洋生物资源的开发利用提供了成功范例。
“如今我们不仅积累了‘蓝色肽库’,还构建起了‘微生物工厂’,海洋生物抗菌肽的开发与应用正式步入产业化快车道。未来,我们将紧盯国家‘替抗’需求,研发更多天然绿色产品,为应对抗生素耐药性挑战持续贡献中国科技力量。”王克坚说。

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