PLOS ONE：含抗菌溶菌酶山羊奶可加快腹泻康复速度

据加州大学戴维斯分校的研究人员报告，因转基因而能产生更多的人类抗微生物蛋白的山羊奶被证明可有效地治疗幼龄猪的腹泻，从而显示来自转基因动物的食物产品也可能在未来为人类健康带来裨益。

 图摘自该论文，A喂转基因山羊奶，B喂对照奶，表明A能有效减少ETEC引发的大肠损伤（注：ETEC表示产肠毒素大肠杆菌）

这项研究是记录在案的第一项证明带有更高浓度的抗微生物溶菌酶的山羊奶可成功地治疗由胃肠道细菌感染所引起的腹泻的研究，而溶菌酶是一种在人乳中发现的蛋白。

该研究成果计划于3月13日发表在网络版科学杂志PLOS ONE上，这些研究结果为这种奶最终可帮助预防人类腹泻疾病带来了希望；腹泻疾病每年会在世界各地夺走180万名儿童的生命并使其他数百万名儿童的身体和智力发育受到损害。

加州大学戴维斯分校的动物科学教授及本研究的主要研究人员James Murray说：“世界上许多发展中地区依靠牲畜作为主要的食物来源。这些结果只是提供了一个例子，即通过遗传工程，我们可以提供具有新型特征的与农业相关的动物；这些特征所要达到的目标是解决发展中社会所面临的一些健康相关问题。”

在这项研究中，Murray及其同事给幼龄猪喂食了山羊奶，这些山羊通过转基因而能生产出含有更高浓度的溶菌酶的奶，而溶菌酶是一种在自然情况下出现在所有哺乳动物眼泪、唾液和奶水中的蛋白。

尽管在人乳中含有非常高浓度的溶菌酶，但在山羊和乳牛的奶中则含有非常少的溶菌酶，这提示了研究人员用基因改造的方法来增加山羊和乳牛奶水中的溶菌酶浓度。

由于溶菌酶可限制某些会引起肠道感染和腹泻细菌的生长，而且它还能促使其它有益的肠道菌的生长，因此它被认为是使经母乳喂养的婴儿健康及身心状况良好的主要人乳成分之一。

在这项研究中之所以选择猪作为研究模型是因为它们的胃肠道生理学与人的相当类似，而且猪在其奶水中已经产生了适量的溶菌酶。

在这项研究中有一半的猪被喂以来自这些转基因山羊的巴氏杀菌奶，它含有较大量的溶菌酶——相当于人类母乳中溶菌酶量的68%。另外一半的猪则被喂以来自非转基因山羊的巴氏杀菌奶，其奶水中所含的溶菌酶量非常少。

这项研究发现，尽管2组猪都从感染及其所致的腹泻中康复，但那些喂以富含溶菌酶奶的幼龄猪康复的速度比那些接受溶菌酶量没有增加的山羊奶的幼龄猪的康复速度要快的多。总体而言，喂以溶菌酶奶的猪的脱水较轻，肠道炎症较轻，肠道内壁损伤较轻并会比对照组的猪更快地恢复精力。而且，研究人员没有发现与富含溶菌酶奶有关的不良反应。

在本研究中用的溶菌酶增量的奶来自一种转基因株系的奶山羊，它们是由Murray、本文的共同作者Elizabeth Maga及其同事研发的，它们携带了会在其奶水中产生人类溶菌酶的基因。

参与本研究的其他研究人员有：Caitlin Cooper、Lydia GarasKlobas 和 Elizabeth Maga，他们都来自加州大学戴维斯分校的动物科学系。本研究的资金是由加州大学戴维斯分校的农业与环境科学学院及加州大学农业试验站提供的。

有关加州大学戴维斯分校:

加州大学戴维斯分校在100多年中一直从事与加州有关并能转变世界的教学、研究及公共事务。加州大学戴维斯分校位于加州首府附近，它拥有3.3万多名学生、2500多名教员及2.1万多名员工；它的年度研究预算接近7.5亿美元并有一个综合医疗体系和13个专门的研究中心。本大学提供跨学科的研究生院学习，并在四个学院——农业与环境科学学院、生物科学学院、工程学院及文学和科学学院——中提供100多个大学本科专业的学习。它还设有六个专业学院——教育学院、法学院、管理学院、医学院、兽医学院及Betty Irene Moore护理学院。

doi:10.1371/journal.pone.0058409

PMC:
PMID:

Consuming Transgenic Goats' Milk Containing the Antimicrobial Protein Lysozyme Helps Resolve Diarrhea in Young Pigs

Caitlin A-Cooper, Lydia C-Garas Klobas, Elizabeth A-Maga, James D-Murray.

Childhood diarrhea is a significant problem in many developing countries and E. coli is a main causative agent of diarrhea in young children. Lysozyme is an antimicrobial protein highly expressed in human milk, but not ruminant milk, and is thought to help protect breastfeeding children against diarrheal diseases. We hypothesized that consumption of milk from transgenic goats which produce human lysozyme (hLZ-milk) in their milk would accelerate recovery from bacterial-induced diarrhea. Young pigs were used as a model for children and infected with enterotoxigenic E. coli. Once clinical signs of diarrhea developed, pigs were fed hLZ-milk or non-transgenic control goat milk three times a day for two days. Clinical observations and complete blood counts (CBC) were performed. Animals were euthanized and samples collected to assess differences in histology, cytokine expression and bacterial translocation into the mesenteric lymph node. Pigs consuming hLZ-milk recovered from clinical signs of infection faster than pigs consuming control milk, with significantly improved fecal consistency (p = 0.0190) and activity level (p = 0.0350). The CBC analysis showed circulating monocytes (p = 0.0413), neutrophils (p = 0.0219), and lymphocytes (p = 0.0222) returned faster to pre-infection proportions in hLZ-milk fed pigs, while control-fed pigs had significantly higher hematocrit (p = 0.027), indicating continuing dehydration. In the ileum, pigs fed hLZ-milk had significantly lower expression of pro-inflammatory cytokine IL-8 (p = 0.0271), longer intestinal villi (p<0.0001), deeper crypts (p = 0.0053), and a thinner lamina propria (p = 0.0004). These data demonstrate that consumption of hLZ-milk helped pigs recover from infection faster, making hLZ-milk an effective treatment of E. coli-induced diarrhea.