中藥抗大腸桿菌耐藥性的研究進展

張炳亮,董發(fā)明,王文文,梁立欽

(1.河南科技大學 動物科技學院,河南 洛陽 471023;2.洛陽惠德生物工程有限公司,河南 洛陽 471023)

自抗生素藥物應用于臨床以來,給臨床上的治療帶來了很大的效果,但是隨著人們對抗生素的濫用及不規(guī)則使用使畜禽對抗菌藥物產生了很大的耐藥性,嚴重影響了臨床的治療效果和人類的安全,細菌的耐藥性問題在抗生素治療上亟待解決。世界衛(wèi)生組織(WHO)早在2007年《世界衛(wèi)生報告》中明確指出,細菌耐藥性是威脅人類健康的重大公共衛(wèi)生問題[1]。大腸桿菌病是由致病性大腸桿菌引起的,主要通過周圍的環(huán)境、糞便排菌或哺乳或皮膚相互接觸時感染,感染者又從糞便排菌,污染環(huán)境,通過水、飼料和用具傳染給其他畜禽,形成新的傳染源,具有易感性、流行性。其耐藥性是一個很嚴重的問題,隨著近年來抗生素的普遍應用,耐藥菌株及抵抗的藥物種類日益增多,致病菌的耐藥率明顯升高,甚至存在多重耐藥。在近期臨床應用中,大腸桿菌耐藥性基因類型迅速增多,而新型抗生素研發(fā)進展的較緩慢,為了解決此細菌耐藥性這一問題,不但要對抗生素進行規(guī)范使用,還要尋找能抑制或逆轉細菌耐藥性的藥物[2]。眾所周知,中藥已有幾千年的歷史,由于其來源廣泛,毒性小,藥物無殘留等,并且同時具有與化學藥不同的抗菌機制,已成為細菌耐藥性研究的一個新方向。目前,中藥在防治大腸桿菌病方面積累了許多經驗,中藥種類繁多,來源豐富,君臣佐使配合,互相協(xié)調為用,可以達到標本兼治、扶正祛邪的效果,在抑制或逆轉大腸桿菌耐藥性方面日益成為國際研究熱點[3]。研究發(fā)現(xiàn),清熱解毒類的中藥在豬大腸桿菌病防治實踐中得到了養(yǎng)殖業(yè)的認可[4]。中藥作為綠色產品在市場上需求強烈,開發(fā)潛力巨大,具有良好的應用前景。本文對近幾年來中藥抗大腸桿菌耐藥性方面相關研究進行綜述。

1 中藥抑制大腸桿菌質粒的作用

大腸桿菌耐藥性的產生涉及多種機制,造成耐藥問題日益嚴重,已成為感染病原菌的重要細菌之一。其中大腸桿菌耐藥性的增加與自身耐藥質粒的產生有著密切的關系,大腸桿菌耐藥性主要由R質粒或染色體介導,R質粒可通過轉化、傳導等方式可以在不同菌株、菌種間進行傳遞,使得耐藥性細菌持續(xù)增加、流行。經研究發(fā)現(xiàn),某些中藥能夠消除大腸桿菌的耐藥質粒,起到抑制大腸桿菌耐藥性的作用[5-6]。有學者研究,選用中藥千里光水浸液對大腸桿菌R質粒進行體外、體內消除試驗研究,結果中藥千里光水浸液對大腸桿菌R質粒于體內、體外均具有消除作用,體內消除作用強于體外。寧官保等應用單位中藥和中藥復方試驗發(fā)現(xiàn)黃芩、大黃、金銀花、黃連、連翹等5種單味中藥和組方三黃湯、雙黃連兩種對大腸桿菌耐藥性均表現(xiàn)出不同程度的消除效果,且中藥方劑對大腸桿菌耐藥性的消除率高于單味中藥[7]。耐藥性受到質粒傳遞的作用在細菌之間迅速傳播,使體內的正常菌群轉為耐藥基因,造成了疾病防治的難度。抑制細菌耐藥性質粒,恢復耐藥菌株敏感性,對獸醫(yī)臨床上防治具有非常重要的臨床意義。

2 中藥對大腸桿菌的抑制和殺滅作用

中藥是在體內直接作用于細菌結構和在代謝時進行干擾從而達到抗菌抑菌效果。例如黃連的主要成分是小檗堿,能抑制細菌的呼吸、蛋白質、核酸合成和糖及糖代謝中間產物的氧化以及脫氫過程。此外研究發(fā)現(xiàn),清熱解毒藥、補虛藥、理血藥、瀉下藥等大部分藥物均對大腸桿菌的一些病原體有直接抑制和殺滅作用,如板藍根、野菊花、連翹、藿香、蒲公英、金銀花、魚腥草、黃芪、黨參、白芍、大黃等。龔爭等用單味中藥板藍根、蒲公英、甘草及復方中藥對畜禽致病性大腸桿菌做體外抑菌試驗,結果表明,單味中藥對豬源致病性大腸桿菌無抑菌作用,對禽源大腸桿菌有一定的抑菌效果;而復方中藥對部分畜禽大腸桿菌具有較好的抑菌效果[8]。李藹文等研究了黃芩、連翹、薄荷、蒲公英、苦參5種中藥對大腸埃希菌做抑菌試驗,結果顯示,5種中藥具有不同的抑菌效果,黃芩抑菌效果最好[9]。

3 中藥增強機體免疫力

中藥含有許多營養(yǎng)成分及免疫活性物質,能夠提高畜禽免疫力,激活免疫細胞等作用。林秋敏等用復方中藥對仔豬免疫功能的效果影響以及對其添加劑量與免疫功能相關性進行研究,結果表明,復方中藥可以增強仔豬免疫功能、提升豬瘟抗體水平,且增強及提升的程度與添加劑量有關[10]。中藥方劑小柴胡湯和人參湯對受抑制的NKC活性具有明顯的增強作用。另據(jù)報道,附片、生地、熟地、山藥、補骨脂、仙靈脾等能使老齡機體 NKC活性明顯升高[11]。中藥能明顯促進畜禽體內的非特異性免疫和特異性免疫,提高機體的抗病力和抵抗力,在臨床使用過程中可作為免疫佐劑與疫苗配合應用,顯著提高疫苗保護力和特異性或非特異性的增強機體免疫力。

4 中藥改變大腸桿菌的外膜通透性

近年來許多研究表明,細菌的耐藥性不斷出現(xiàn)跟細菌生物膜有很大關系,細菌生物膜可以被一些中藥成分影響,從而介導抗生素進入細菌生物膜,殺滅細菌生物膜內的細菌,提高臨床感染性疾病的治愈率。大腸桿菌的外膜對許多抗生素的通透性通常表現(xiàn)較低,形成屏障,阻止抗菌藥物進入菌體細胞內發(fā)揮抗菌作用。吳崢嶸等研究用雙黃連粉對多重耐藥大腸埃希菌耐藥性影響進行研究,結果表明,雙黃連粉針劑對多重耐藥大腸埃希菌R質粒具有一定的消除作用,而且能夠破壞大腸埃希菌細胞膜結構的完整性[12]。膜通透性的改變只能引起大腸桿菌低程度的耐藥,而與主動外排系統(tǒng)共同作用可導致細菌高度多重耐藥性。

5 中藥改變大腸桿菌抑制β-內酰胺酶

大腸埃希菌耐藥機制非常復雜,且變化迅速,ESBLs因能水解β胺類抗生素而使細菌產生耐藥。ESBLs的活性可以被克拉維酸、舒巴坦、他唑巴坦等ESBLs抑制劑所抑制,因此抑制ESBLs的活性、減少其分泌量,是消除大腸埃希菌耐藥的有效途徑之一[13-14]。大腸桿菌可以通過染色體突變或質粒介導等方式產生β-內酰胺酶(ESBLs)、氨基糖苷修飾酶、氯霉素酰基轉移酶、大環(huán)內酯鈍化酶等,對β-內酰胺類抗生素、氨基糖苷類抗生素、氯霉素類抗生素、大環(huán)內酯類抗生素進行水解、修飾,使得藥物失去抗菌活性,從而對這些藥物產生耐藥性[15]。雷云用雙黃連粉針劑、清開靈注射液處理產 ESBLs的大腸埃希菌,其 ESBLs活性明顯降低,結果說明雙黃連粉針劑、清開靈注射液抑制大腸埃希菌中ESBLs的活性[16]。有試驗發(fā)現(xiàn),用中藥黃柏、黃芩、大蒜、大黃、谷精籽等提取液可作為滅活酶抑制劑,并且對β-內酰胺酶也有不同程度的抑制作用,這些試驗對中藥的開發(fā)應用提供一個新的探索途徑。

6 中藥可抑制外排泵作用產生抗藥性

外排系統(tǒng)廣泛存在于革蘭陽性菌(如金黃色葡萄球菌)和革蘭陰性菌(如大腸埃希菌、銅綠假單胞菌、鮑曼不動桿菌)中,其主要作用是將藥物排出細菌體外。通常與細菌外膜通透性改變協(xié)同作用,導致細菌多重耐藥性的產生。部分中藥的有效成分具有抑制細菌外排泵作用的效果,以此消除細菌的耐藥性。劉坤友等探討了苦丁茶和小飛揚草對多重耐藥大腸桿菌外排泵acrA基因表達的影響,結果顯示苦丁茶和小飛揚草對多重耐藥大腸桿菌有明顯抑制作用,其機制可能是與降低多重耐藥大腸桿菌外排泵acrA基因mRNA的表達量有關[18].另外,小檗堿提取物可以增加耐藥菌菌體內乳酸環(huán)丙沙星的蓄積且表現(xiàn)出良好的外排抑制作用[19]。多種中藥對鮑曼不動桿菌、大腸桿菌等也都具有不同程度的抑菌作用,黃岑和連翹的抑菌作用最強,金銀花、大青葉及黃連等其他清熱解毒類中藥的抑菌作用稍弱[20]。中藥及其有效成分通過抑制細菌外排泵作用的機制對耐藥性菌產生了顯著的效果,在研究中值得開展進一步的探索。

7 展望

目前中藥在抑制大腸桿菌耐藥性方面已經有了很多的研究,在臨床上和試驗中都得到了良好的利用。大腸桿菌耐藥是一個復雜過程,具有多環(huán)節(jié)多機制,經常出現(xiàn)多種機制協(xié)同作用的現(xiàn)象,同一種耐藥菌可以用不同的耐藥機制對不同的抗菌藥物耐藥,甚至一株細菌可用多種耐藥機制對一種抗菌藥物形成高度耐藥。所以,應對細菌的耐藥機制進行檢測,使在臨床上合理的使用,同時還應保證抗生素在臨床上不濫用、使用劑量恰當,以減少耐藥基因的出現(xiàn)。利用中藥抗大腸桿菌藥物解決獸醫(yī)臨床抗菌、抗耐藥菌的問題,研發(fā)出有效的抗大腸桿菌耐藥制劑具有廣闊的前景和應用價值。

現(xiàn)在有很多研究結果顯示,中藥可作為抗菌劑或藥物增效劑,在獸醫(yī)臨床防治中的應用越來越廣泛。中藥是我國自己研制的純天然中藥制劑,通過提取、分析、精制技術等方法,篩選出能夠抑制大腸桿菌的藥物外膜蛋白缺失和主動排出系統(tǒng)超量表達。中藥在國內外獸醫(yī)臨床、醫(yī)學臨床上都受到了很高的重視,不僅能解決日趨嚴重的耐藥菌感染,而且能夠有效遏制人類和動物源性細菌耐藥性的交叉相互傳播。目前在我國的大部分研究都是抗菌中藥的體外試驗,而體內試驗相對較少,我們應選擇合適的試驗方法,結合體內、體外及臨床療效進行全面藥效評價;在藥品檢驗方面,由于中藥成分復雜性,我們應建立起更準確高效的檢驗體系,以確保藥物安全有效。