陳燕杰,孟春萍,張楊
(河南農業大學牧醫工程學院,河南鄭州 450002)
細菌耐藥性問題一直是全球關注的問題,從天然、毒副作用小的中草藥中篩選耐藥抑制劑是近幾年來人們研究的熱點問題。中藥能抑制大腸桿菌耐藥并消除其耐藥性,但其作用機制尚未完全明確,因此開展中藥抑制和消除耐藥性方面的研究及其作用機制的研究,并在此基礎上探求安全、高效、經濟的耐藥性消除劑具有重要意義。
中藥是我國特有的天然資源,在治療感染、逆轉(或抑制) 腫瘤細胞耐藥性等方面顯示了獨特的作用,這提示我們可以在中藥中尋找既有良好耐藥消除效果又沒有毒副作用或毒副作用較低的耐藥抑制劑。
1.固有耐藥。在長期進化過程中,為適應不利環境,經過優勝劣汰,微生物已獲得了抵抗多種不利因素的能力。一些微生物如放線菌、真菌等可合成適量抗生素以殺滅周邊的細菌而獲得更有利于自己生存的環境。周邊的這些細菌也為了適應環境,在長期抗生素壓力下通過誘導突變,對抗生素產生了抵抗力。這種耐藥有種屬特異性,來源于該細菌固有的自然特性,耐藥基因存在于染色體上。
2.染色體突變或獲得新的脫氧核糖核酸分子。突變可發生于脫氧核糖核酸分子,如結核桿菌的點突變可導致對利福平的耐藥,淋球菌的點突變可導致對苯唑西林的耐藥;也可發生于質粒和轉座子的基因上,如質粒編碼產生的超廣譜β-內酰胺酶(ESBLs)和質粒介導的AmpC酶。
1.酶的滅活作用。通過修飾,水解乙酰化、磷酸化等破壞抗菌藥物的活性。
2.靶位旁路。指抗菌藥物雖可以與靶位結合,但靶位的生理作用已被某些新生成分代替。
3.靶位修飾。細菌可通過改變蛋白的數量,對抗菌藥物產生耐藥。
4.細菌細胞膜通透性改變。由于藥物長期作用,細菌改變了外膜蛋白,使菌體外膜通透性下降,阻礙抗菌藥物進入細胞內膜靶位。
5.主動泵出功能。外排泵是存在于細菌細胞膜上的一類蛋白質。研究發現,外排泵的活動增強使藥物外排增加,細胞內藥物濃度下降,臨床療效降低或無效。
幾千年來,中藥在防治疾病中發揮著重要作用。有些中藥有效成分可直接作用于菌體,其抑菌機理是通過調動動物機體內在的積極因素,降低細菌毒力和減輕對組織細胞的破壞作用等途徑起到抑菌抗菌作用。
(一)對病原菌的抑制和殺滅作用抗菌中藥是直接作用于細菌結構和干擾代謝而達到抑菌效果如黃連的有效成分小檗堿,其作用機理為抑制細菌的呼吸、糖及糖代謝中間產物的氧化和脫氫過程以及蛋白質、核酸合成。大蒜的抑菌作用為大蒜辣素分子中的氧原子與細菌生長繁殖所必需的半胱氨酸分子中的巰基結合,使后者變為非活性物質,干擾細菌代謝,從而抑制細菌的生長和繁殖。此外研究結果發現,清熱解毒藥、補虛藥、理血藥、瀉下藥等大部分藥物均對畜禽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。
(二)增強機體的免疫力許多中藥均含有多種營養成分和免疫活性物質,能促進正常和免疫低下的免疫器官的發育,激活免疫器官的免疫功能。麥冬、黃芪、當歸、五味子、何首烏、肉蓯蓉、淫羊藿、肉桂、青蒿、刺五加等均能促進免疫器官的發育;柴胡、黃連、黃芩、金銀花、蒲公英、黃芪、夏枯草、當歸等均可增強淋巴細胞的轉化,增強細胞的免疫功能;黨參、黃芪、白術、淫羊藿、枸杞子均能增強機體的體液免疫,使血清IgG、IgA、IgM水平提高;金銀花、蒲公英、紫花地丁口服液能顯著增強小鼠白細胞的吞噬能力,板藍根多糖能明顯提高小鼠白細胞和淋巴細胞數量。豬苓多糖、靈芝多糖、人參多糖、商陸多糖、當歸等可促進動物機體IL21、IL22、IFN等細胞因子及其受體的產生。芎嗪、茶多酚等具有多重耐藥逆轉活性。
(三)抗炎作用及其他作用許多中藥具有良好的抗炎作用,能抑制組織胺、5-羥色胺引起的血清通透性增加; 抑制滲出和分泌增多或出血; 恢復和提高組織器官的機能; 減輕細菌及其毒素對組織的損傷和破壞等,從另一側面起抑菌作用。如赤芍中的芍藥甙對角叉菜膠或右旋糖酐誘發的大鼠后爪浮腫有抑制作用。此外,紫草中的紫草素、乙酰紫草素,秦皮中的秦皮乙素,夏枯草中的木犀草素,青蒿中的青蒿素,丹參中的丹參酮均具有抗炎作用。連翹等許多中藥可中和細菌毒素或減輕毒素對動物的損傷,提高家畜對內毒素致死的耐受性,降低小鼠內毒素血癥。
一般而言,溫熱藥具有強心,升高血壓,提高微血管的血流量及提高微血管子路運動的振幅,有助于組織細胞代謝功能的改善;寒涼藥多具有降低血壓、微循環血流速度及組織細胞代謝水平,使微循環保持正常功能狀態,起到對炎性產物的移出和對病原的吞噬作用。
多重耐藥是近些年來在細菌中廣泛存在的,可使細菌對一些結構不相關的抗生素、有機溶劑的滅活作用產生抵抗的現象,其危害相當嚴重,能直接導致藥物失去作用,使臨床抗感染治療失敗,危及人畜生命健康。國外已經證實有效并致力開發研究的抑制劑有植物生物堿-利血平、LY335979、格列本脲、吩噻嗪-金屬復合物、碳酰氰氯苯腙、維拉帕米等少數幾種物質,它們能有效消除細菌或癌細胞的多重耐藥性。利血平能夠抑制S.au2reus的藥物外溢泵NorA,使諾氟沙星MIC降為原來的1/4或更低。分離耐藥株中約一半的耐藥菌與NorA的表達有關,均可被利血平誘導恢復對氟喹諾酮類藥物的敏感性。雷連成等(2003)報道,采用中藥黃連提取物(命名為耐藥性抑制劑IT2)對20株人源性和動物源性大腸桿菌作用后,發現其對氟喹諾酮類藥物、慶大霉素和多西環素的耐藥性被明顯抑制,表明耐藥抑制IT2對大腸桿菌的部分耐藥性具有良好的抑制作用,并且還表明中藥的作用機制與阻礙細菌耐藥質粒拷貝,恢復外膜通道蛋白正常表達關系密切。
某些中藥或中藥復方對抗菌藥物有不同程度的增效作用,可以提高細菌對抗菌藥物的敏感性作為增敏劑應用于臨床治療的中藥多數具有鈣通道拮抗活性,將臨床觀察到的增敏作用與其潛在的逆轉多重耐藥活性聯系在一起,推測常用的增敏方劑中可能存在多重耐藥逆轉劑。TMP是磺胺類及其他抗菌西藥的增效劑,配合蒲公英、魚腥草素或黃連素則能顯著增強抑菌作用。金銀花對耐青霉素的金黃色葡萄球菌有增敏作用,在低于抗菌濃度時還能增強白細胞的吞噬能力,對青霉素抗菌有增效作用。葛根芩連湯與氨芐青霉素、頭孢哌酮、諾氟沙星配伍應用,均有協同作用,可以增強耐藥菌對抗生素的敏感性。
Morel等從羽扇豆屬植物葉中提取得到多種異黃酮類化合物,發現抗菌活性低,但在超表達泵的菌株中,對其底物小檗堿和諾氟沙星有較好的協同增效作用。Miranda等從墨西哥藥用牽牛花屬植物中提取得到了多種低聚糖,發現單獨使用無抗菌活性,但可增強諾氟沙星對耐藥菌株的活性。此外,一些學者通過試驗發現,石芽茶、大蒜、大黃、谷精籽、黃柏、黃芩等中藥提取液作為滅活酶抑制劑,對β-2內酰胺酶也有不同程度的抑制作用,這些都為傳統中藥的深度開發應用探索提供了新途徑。
綜上所述,目前對中藥在抑制耐藥性大腸桿菌方面已做了大量的研究工作,在試驗和臨床研究中都有很大進展。在人類面臨細菌耐藥性或抗生素不良反應不斷增加的嚴峻形勢下,對中藥的正確認識和深入研究,這將為研究開發新型中藥耐藥抑制劑提供科學的理論依據。目前國內外對中藥的作用機制探討不深,加之中藥作用緩慢,作用時間長,所以中藥在抑制耐藥性方面還處于起步階段,消除率還很低。要想解決獸醫臨床、醫學臨床日趨嚴重的耐藥問題,還需對分子耐藥機制進行進一步的研究探索。相信中藥作為耐藥抑制劑將在獸醫中具有廣闊的開發前景。