普通肥皂和基于三氯卡班的抗菌皂殺菌效果對比

通過實驗驗證了普通肥皂和殺菌皂的殺菌效果。普通皂和包含0.3%三氯卡班的殺菌皂在22℃和40℃條件下暴露20s后,在10種革蘭氏陽性菌和10種革蘭氏陰性菌上測試。除了一個特例(糞腸球菌ATCC 19433, 40℃條件下)外,在任一溫度下,兩種肥皂并沒有顯著區別。基于三氯卡班的肥皂使用中對于細菌量的降低沒有明顯作用。
手洗是人們抵御病原體和感染最簡單也是性價比最高的方案。標記“抗菌”或“抗微生物”的肥皂預計會繼續增長,大量的商品肥皂出現在各個工業的市場。抗菌皂指的是包含抗菌劑活性物質的肥皂,普通皂指的是不包含抗菌劑(或者低含量)的肥皂。
三氯卡班是具有廣譜殺菌作用,常常用在大量的個人護理產品中,其在商品塊皂中的應用尤其普遍。有報道稱,美國84%的抗菌皂包含三氯卡班。然而,三氯卡班有多種不良的環境和健康后果,例如,它會導致細菌的抗藥性,其中可能包含致癌的雜質,可能會導致急性或慢性中毒,會擾亂內分泌系統,三氯卡班本身是過敏原,同時是環境中難以消除的污染物。因此,人們擔心抗菌皂或三氯卡班的使用對健康有害。因此,美國食品和藥物管理局在2013年12月頒布了建議條款,宣稱沒有足夠的臨床數據證明抗菌皂在防治疾病方面的有效性比普通皂更好。在此份建議中,三氯卡班被分類為IIISE組,意味著需要更多的數據來證明其有效性和安全性。
殺菌劑的抗菌活性一般用最低抑菌濃度(MICs)來檢測,然而,FDA宣稱MICs對于證明抗菌皂的有效性并不適用,因為消費者暴露在抗菌產品中只有很短的時間,而MIC測試需要長時間完成(至少一天)。因此,接觸時間和濃度應該代表真實生活中的情形。此外,抗菌劑有效成分的活性評估測試應采用20種參考菌株或者有代表性的臨床分離菌。20種菌株應包含10種革蘭氏陽性菌和10種革蘭氏陰性菌(表1和表2)。
到目前為止,還沒有關于含三氯卡班抗菌皂和普通肥皂在20種菌株中的殺菌效果對比。因此,本研究的目的是通過分別在室溫下(22℃)和溫水中(40℃)進行短時間接觸20s(推薦的手洗方法和消費者習慣)研究普通皂和含0.3%三氯卡班的皂對20種細菌的抗菌活性。
樣品皂的抗菌活性使用time-kill實驗測定,該方法為臨床與實驗室標準協會推薦(方法M26-A,殺菌劑殺菌活性劑測定方法),在本研究中稍作修改。

表1 初始菌數量和22℃條件下暴露于一般肥皂或含0.3%三氯卡班抗菌皂20s后恢復菌數量

表2 初始菌數量和40℃條件下暴露于一般肥皂或含0.3%三氯卡班抗菌皂20s后恢復菌數量
本實驗采用了FDA建議的20種菌株。每一種菌株分別通過以下過程活化,首先通過接種環將其轉移到10mL Mueller-Hinton培養基中,然后置于帶螺旋帽的試管中,最后將其放置到有利于細菌生長的最佳環境:對于單核細胞李斯特菌,30℃,24h;空腸彎曲桿菌,42℃,24h;其他菌種均為37℃,24h。空腸彎曲桿菌用CampyPak Plus (Difco)在包含5%-12%二氧化碳的微氧環境中培養。其他菌株在好氧條件下培養。每種菌株的10mL培養液置于塑料離心管中,在3000倍重力加速度的條件下離心分離15min收集(Centra-CL2, IEC, Needham Heights,MA, USA)。
傾倒上清液后,菌片用0.9%的無菌鹽水洗滌兩次,最后被重新懸浮到0.9%無菌鹽水中。
外購普通皂(天然色澤白茶和維生素E甘油皂,Dial Corp., Scottsdale, AZ, USA)和包含0.3%三氯卡班的抗菌皂(抗菌除味皂,白色,Dial Corp),兩種皂的成分在其公司網站上均有注明。FDA已經將非處方藥使用的抗菌劑分為了20種類型(包含三氯卡班,三氯生,和氯二苯酚),本研究里使用的普通皂不包含這20種成分中的任意一種。
本實驗條件符合消費者實際手洗的程序。醫療感染控制實踐咨詢委員會包括疾病預防控制中心、世界健康組織、韓國食品醫藥管理委員會。該委員會建議人們溫水洗手20s。雖然精確的溫水溫度難以模擬,一般大約40℃,這個溫度常常用來評估手洗和其他標準方法的有效性(American Society for Testing and Materials Standard E1174)。然而,由于許多消費者習慣用自來水沖洗手,本實驗采用兩個溫度:22℃(室溫)和40℃(溫水溫度),接觸時間分別為10、20和30s。
兩種樣品肥皂都為塊皂,樣品皂用經過消毒的蒸餾水配成1:5的溶液(最低稀釋比,達到產生滿足初步實驗的穩定液體)。10mL稀釋的樣品皂液用無菌注射器轉移到消毒的試管中。試管于水浴中預先加熱達到22℃或者40℃。100uL的每種菌液轉移至上述皂液中,保持菌液濃度大約為6-7(等于log cfu/mL,cfu為菌落形成單位,colony-forming units)。接種后的樣品加熱到22℃或40℃,維持20s。如果觀察到任何普通皂和抗菌皂抗菌性能的差異,需要補做相應條件下暴露10s或者30s額外實驗。所有樣品分成3份,平行進行實驗。
1.4.1 微生物分析
達到預期接觸時間后,將90mL Dey/Engley中性緩沖液(Difco)立刻加入到每一份處理過的樣品中以終止所有的殺菌活性。10倍稀釋的樣品在230r/min的勻質器中混合均勻1min。然后樣品用0.9%無菌鹽液稀釋10倍。取0.1mL樣品在Mueller-Hinton瓊脂板中在上述每種條件下分散培養兩份。
1.4.2 統計分析
數據用SAS9,13版本中ANOVA模型來分析(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)。ANOVA測試顯示出顯著結果(P<0.05),均值可用Tukey多范圍分析得到。
表1和表2顯示了暴露在普通皂和抗菌皂,22℃和40℃各20s后的恢復菌群數量。22℃時,暴露在樣品皂中菌種數量的降低根據目標菌種的不同而有所差異:在普通皂中,降低范圍從0到3.2log cfu/mL(金黃色葡萄球菌, ATCC 29213),在抗菌皂中從0到3.5 log cfu/mL(金黃色葡萄球菌, ATCC 6538)。40℃的數據范圍在普通皂中從無到3.6 log cfu/mL(金黃色葡萄球菌, ATCC 29213),在抗菌皂中從無到3.8 log cfu/mL降低(糞腸球菌 ATCC 19433)。
不考慮皂的類型,對革蘭氏陽性菌(包括糞腸球菌、金黃色葡萄球菌、釀膿鏈球菌、李斯特菌)的抗菌活性優于對革蘭氏陰性菌(如空腸彎曲桿菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、沙門氏菌、索氏志賀氏菌)(P<0.05)。唯一例外的是糞腸球菌AATCC 19433在40℃的表現。這個例子中,抗菌皂比普通皂更有效(3.8 log 降低vs 2.5 log 降低)。更多的測試在細菌暴露在皂中10s和 30s的時候進行。普通皂對于糞腸球菌 ATCC 19433抗菌效果低于抗菌皂(P<0.05); 普通皂在10s和30s時候的log降低為2.0和3.0 log cfu/mL,抗菌皂的在10s和30s的log降低為3.4和5.3 log cfu/mL。
本研究的目的是經驗上檢測抗菌皂和普通皂的殺菌活性差異。從實驗結果看,除一個特例(糞腸球菌 ATCC 19433, 40℃條件下)外,殺菌皂一般對于20種細菌在常用溫度下并未更加有效。三氯卡班是最常應用的殺菌活性成分,其殺菌活性在細菌懸浮液得到體現。然而,普通皂和包含三氯卡班的抗菌皂抗菌活性幾乎一致。一個可能的原因是暴露時間。三氯卡班的抑菌活性一般采用和MIC一樣的方式來測定,需要測試材料的連續暴露。這在真實情形下很難做到,人們的平均洗手時間非常短。這是為什么本研究中細菌暴露在皂中的時間非常短(最長30s)。因此,暴露時間太短以至于沒有明顯的效果。雖然短時間的體外測試沒有效果,洗手后手上三氯卡班的殘留還會起到殺菌的作用。然而,皮膚上的抗菌劑殘留在帶來潛在好處的同時,也可能會導致健康問題。
商品肥皂包含很多其他成分。關于三氯卡班的機理還不明確,但一般來說,認為機理和三氯生相似(另一種殺菌活性成分,廣泛用于皂中),因兩者結構相似。三氯生非特異吸附于細菌細胞膜,改變其滲透性能。三氯生的抗菌作用被肥皂中所包含的表面活性劑所影響。表面活性劑形成疏水鏈在內,親水基在外的膠束。這種結構從環境中隔離三氯生,在表面活性劑溶液中比在水溶液中顯著降低殺菌活性。三氯卡班的殺菌活性可能受到同樣的作用。本研究中的皂還包含其他成分,這些成分可能也降低三氯卡班的作用。
只有一種包含0.3%三氯卡班的產品被評估,也有必要評估一系列含不同三氯卡班的肥皂以確定三氯卡班的作用。另外,包含三氯卡班的皂的體內去污效果評估是另一個潛在課題。
據作者所知,這是第一篇根據消費者通常的洗手習慣,測試抗菌皂對所有的推薦菌種的抗菌性的實驗數據。在模擬真實生活情形的實驗條件下,結果顯示除了一種細菌(糞腸球菌 ATCC 19433)外,包含0.3%三氯卡班的抗菌皂并不比普通皂抗菌性能更好。
A Contract of Sterilizing Effect between Regular Soap and Triclocarban-based Antiseptic Soap
The experiment aims to testify the sterilizing effect of regular soap and antiseptic soap by measuring the effect on ten kinds of gram-positive bacteria and ten kinds of gram-negative bacteria after exposing regular soap and 0.3% triclocarban-based antiseptic soap to the condition with the temperature separately 22℃and 40℃ for 20 seconds.Nevertheless, except for an exception, which is, enterococcus faecalis ATCC19433 under 40℃, there is no distinct di ff erences between the two kinds of soaps under any above-mentioned temperatures. There is no obvious e ff ect of reducing the number of bacterium proved when triclocarban-based antiseptic soap is used.
(本文由中化化工科學技術研究總院李遵峰譯自《Jour of Hospital Infection 》942016276-280)