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中药对细菌耐药质粒消除作用的研究概况与展望

发布日期:2013年07月10日 来源:河南畜牧兽医

目前.细菌耐药性问题已经成为全球关注的一个热点。由于耐药性是细菌在有药物存在的不良生存环境下产生的本能生理反应.是适应环境、维持生命所必需的特性,因而不管研制什么样的新一代药物都不可能完全避免细菌耐药性的产生。国外研究表明.某些天然植物药物具有良好的抗菌活性,并且与合成抗菌药物联合应用时.可以增强抗菌药物的抗菌活性.还可以抑制或者消除细菌的耐药性。

我国有着非常丰富的中草药资源.已经证实多种中草药及其成分有抑菌或抗菌作用.部分中草药通过提高机体的免疫机能、降低抗菌素的毒副作用、增强抗菌药物的作用.间接体现抗菌或抑菌作用。研究发现低浓度的中草药,如黄连具有直接消除细菌的耐药质粒.呈现抑制细菌耐药性的作用。已经有报道证明中草药能够逆转白血病患者的多药耐药白细胞的活性。国内外学者针对中草药的抗菌作用的研究有诸多文献报道,多种具有抗菌和抑菌、提高机体的免疫功能、增强抗菌作用的中草药制剂和复方制剂己投放市场.中药对细菌耐药性作用方面的研究主要是消除细菌的耐药质粒以及作为耐药性抑制剂来抑制细菌耐药性的产生。国内主要进行的是中药消除细菌耐药质粒方面的研究.而国外目前进行的多为天然植物药物(或中草药)抑制细菌多药耐药(multidrug resistance.MDR)性方面的研究。中草药可能是克服细菌耐药性的最佳途径之一。

1 中药对细菌耐药性逆转作用的研究情况

1.1 中药的选择

目前用于消除细菌耐药性的中药多为清热解毒、清热燥湿类药物,如黄芩、黄连、黄柏、金银花、马齿苋、射干等,以及相关的复方制剂.如止痢灵、三黄片、双黄连粉针剂等.也有其他种类的中药如大黄、苍术等。这些药物本身就具有很强的抑菌杀菌作用.故用于细菌R质粒的消除试验。

1.2 中药消除R质粒

随着细菌耐药性形成机制研究的深入.独立于细菌染色体以外的遗传物质——质粒所编码的耐药性越来越受到重视。某些质粒可自发地从细胞中丢失.但大多数质粒在细胞内很稳定。要想获得消除质粒的菌株.需要使用合适的物理或化学方法干扰质粒复制或降低质粒的稳定性,人为提高质粒丢失的频率,以达到消除质粒的目的。人们试图寻找出一种有效的方法把R质粒从宿主菌中消除掉.使其重新恢复对药物的敏感性。许多理化因素均可消除质粒,如高温培养、紫外线照射,常用的化学消除剂有SDS、溴化乙啶与吖啶橙等。国外学者RamhamAC等曾用氟喹诺酮类药物来消除大肠杆菌中的耐药质粒.但由于某些因素对人体有较强的毒副作用,不能投入临床应用。

中药具有天然、低毒甚至无毒的特点,从传统中药中选择出用于体内的R质粒消除剂.对于控制细菌耐药性的产生与中药的开发利用都具有十分重要的意义。中药的质粒消除研究始于20世纪80年代,1983年徐建国等报道用黄连素消除污染小鼠体内痢疾埃希氏菌的R因子:1985年陈小英报道用大黄素消除金黄色葡萄球菌的耐药质粒。此后陆续有相关研究报道。

1.2.1 中药对耐药质粒的消除率比较高

中药单体黄芩甙对铜绿假单胞菌R质粒的体外消除试验结果表明.体内R质粒消除率明显高于对照组。雷连成等(2003)研究了中药对人源和动物源性10株耐药大肠杆菌体外耐药特性的抑制作用。结果表明中药中3种物质(分别命名为:ITl、IT2、IT3)对大肠杆菌的耐药性有不同程度的抑制,IT1对氟喹诺酮类、卡那霉素、氯霉素的耐药性有较好的抑制作用,IT2、IT3对氟喹诺酮类、庆大霉素、强力霉素的耐药性有较好的抑制作用.有的抑制率达到90%,但对四环素、氨苄青霉素的耐药性没有抑制作用。

1.2.2 中药对耐药质粒的体内消除率大多高于体外

如金银花对绿脓杆菌P29株R质粒的体外消除率为0%,而体内消除率为8%。表明金银花水煎剂对小鼠感染绿脓杆菌P29株R质粒具有消除作用.主要表现对单一抗生素恢复敏感性.而体外没有消除R质粒的作用(王云等,2000)。又如马齿苋提取液对铜绿假单胞菌R质粒消除作用的研究.结果表明马齿苋在体内的消除作用强于体外,消除R质粒最佳时间为72 h(王云等,l999)。再如以射干提取液为质粒消除剂.对铜绿脓假单胞菌PA11株体外R质粒消除率为l.8%.体内R质粒消除率为4.4%.对照组自然消除率为0%。射干于体内对R质粒的消除作用明显强于体外的消除作用.可能是体内细菌不仅受到药物的作用.同时受到机体的内环境.特别是免疫因素影响(于军等,2003)。肖洋等(2003)探讨中药五倍子提取液对铜绿假单胞菌R质粒的消除作用.结果表明体外药物作用24 h、48 h、72 h,R质粒消除率分别为0%、10.2%、3.4%,SDS对照组分别为0%、0.8%、1.6%;体内药物作用24 h、48 h、72 h,R质粒消除率分别为0%、2%、13.6%.对照组均为0%。可见,中药五倍子提取液对铜绿假单胞菌R质粒在体外、体内均具有消除作用,体内消除作用强于体外。

1.2.3单味中药和复方中药对耐药R质粒消除作用的比较

1.2.3.1单味中药的质粒消除作用

鞠洪涛等用中草药艾叶的乙醇提取物和蒸馏提取物对大肠杆菌庆大霉素(GM)耐药性及耐药质粒进行了消除试验.结果艾叶乙醇提取物的消除率最高可达69.4%,艾叶挥发油的消除率达16.67%。鞠洪涛等对耐药大肠埃希氏菌进行耐药性消除试验.结果发现大蒜油等对大肠埃希氏菌氨苄青霉素(AMP)的耐药性有消除作用;鱼腥草、紫草等对大肠埃希氏菌GM耐药性及耐药质粒有消除作用.消除率分别为2.98%和4.20%。陈群等以中药黄连的提取物为质粒消除剂.用携带R质粒的多重耐药性大肠杆菌为靶细菌.进行了体外R质粒消除作用的试验研究,经黄连作用24 h.R质粒消除率为2.42%。延长作用时间至48 h.其消除率提高至22.57%。据报道,板竹、艾叶、紫草、鱼腥草的挥发油对大肠杆菌GM的耐药性具有明显的消除作用.黄芩、艾叶、板竹对大肠杆菌AMP的耐药性具有消除作用。

1.2.3.2复方中药的质粒消除作用

陈群等联合应用黄芩与止痢灵.对大肠杆菌R质粒的消除率可达18.14%。大肠杆菌不仅表现为单一耐药性的丢失.还表现对SM(链霉素)和TC(四环素)、AMP和TC多重耐药性的丢失。研究结果表明。中药配伍使用,能够明显增强其消除R质粒的作用。康梅等用三黄片(主要成分为大黄、黄芩总苷、盐酸黄连素,其比例为0.3:0.3:0.005)作为质粒消除剂.对大肠杆菌多重耐药株质粒的消除率为31%,其耐药性也随之部分消失。陈群等将黄芩与黄连合用,其对大肠杆菌R质粒的消除率达22.37%~26.14%。

1.2.4 中药单独使用和中药配伍使用的比较

中药配伍的质粒消除率要高于中药单独使用.可能是因为药性“七情”中相使的缘故.将性能功效有某种共性的不同类药物配合应用.能提高药物的功效。陈群等(1998)以中药黄芩与止痢灵为质粒消除剂,用携带R质粒的多重耐药性大肠杆菌10株为靶细菌.进行了体外R质粒消除作用的试验研究。试验结果表明:黄芩和止痢灵对大肠杆菌携带的R质粒具有消除作用.其消除率为2.42%和2.14%.黄芩和止痢灵联合应用.其消除率可提高至18.14%。该试验研究得出:从R质粒消除的效果来看,中药配伍使用能明显增强其消除R质粒的作用。从R质粒消除的表型来看.单用黄芩或止痢灵.绝大多数细菌表现为单一耐药性的丢失.而黄芩和止痢灵配伍使用.细菌不仅表现为单一耐药性消除率的明显提高.还表现对多重耐药性的消除率明显提高。

1.2.5不同中药对同一细菌的质粒消除作用的比较

具有质粒消除作用的中药很多.但是不同中药对同种细菌质粒的消除作用存在着差异.因此.我们应该选用质粒消除率高的中药进行质粒消除。例如.苍术提取液、黄芩甙、马齿苋、射干提取液、五倍子提取液对铜绿假单胞菌R质粒的消除率中.以黄芩甙的质粒消除率为最高。

1.2.6 中药对细菌耐药R质粒消除作用的表型特点

①随着中药作用时间的延长.消除作用由单一耐药性丢失向2种或多种耐药性丢失过渡。比如从黄连对大肠杆菌R质粒的消除表型来看.经黄连作用24 h.表现为单一耐药性的丢失。而经黄连作用48 h.多数表现为单一耐药性的丢失,少数表现为2种耐药性的丢失(陈群等,l998)。②单用中药多表现为单一耐药性的丢失.复方中药则表现为多重耐药性的丢失。比如陈群等(1998)将中药黄芩与止痢灵作为质粒消除剂.用携带R质粒的多重耐药性大肠杆菌菌株作为靶细菌.进行了体外R质粒消除作用试验.观察了黄芩与止痢灵联合应用对R质粒消除的影响。从R质粒的消除表型来看:单用黄芩或止痢灵.绝大多数表现为单一耐药性的丢失。黄芩和止痢灵联合应用.其消除率提高.而且细菌不仅表现为单一耐药性的丢失.还表现对SM和TC、AMP和TC多重耐药性的丢失。③中药体外作用表现为单一耐药性的丢失.体内作用却表现为多重耐药性的丢失。如王云等以射干提取液对绿脓杆菌P29株R质粒进行体内外消除试验.结果体外消除表现为单一耐药性丢失,体内消除试验表现为多重耐药性丢失(陈群等,1998)。

1.2.7中药对接合传递耐药质粒(R质粒)与非接合传递耐药质粒(r质粒)的消除作用

有关学者用氟哌酸和黄连素对20株志贺杆菌进行体外耐药质粒消除试验.当用黄连素对志贺杆菌进行质粒消除时.R质粒与r质粒的消除率分别为l0%和57.9%。r质粒消除率明显高于R质粒消除率.这很可能与。质粒分子量小、容易丢失有关。

1.3 中药抑制β-内酰胺酶

有关学者应用分光光度法测定了大蒜、石芽茶等l5种中草药的提取液对耐青霉素细菌所产生的β-内酰胺酶的抑制作用。结果表明,石芽茶、大蒜、谷精籽、黄柏的提取液对β-内酰胺酶均有不同程度的抑制效果。

2中药逆转细菌耐药性研究中存在的问题

2.1 中药消除大肠杆菌R质粒的研究还处于起步阶段

中药消除剂往往是依照中药抗菌试验(确定亚抑菌浓度)的结果来选择,所以多数中药消除剂为抗菌能力强的清热解毒或清热燥湿类中药。但由于抗菌与质粒消除的机理是不相同的.中药抗菌能力的强弱与其对细菌质粒消除率的大小之间是否存在相关性还不清楚。因此.消除剂的选择存在很大的盲目性。要从根本上提高中药的质粒消除率.要进一步深入研究中药消除质粒的机理、中药的配伍使用。中医学的理论是单方可通过“君、臣、佐、使”互相配伍,可以取长补短。起到增加药效、减少毒副作用的效果。研究资料显示.消除效果差的单方通过配伍使用.组成复方,可大大提高消除率。所以用复方进行质粒消除,是今后研究中药对R质粒消除作用的一个方向.

2.2对中药消除耐药性的作用机制研究不深.推测性的成分较多

要从根本上提高耐药性的消除率.必须深入研究中药消除耐药性的机理。对于一般的消除剂.是否具备抑制DNA合成的作用或是抑制细菌排出抗菌药物的外排泵,其抑制途径及可能存在的其他作用机制.都是在以后的研究中迫切需要解决的问题。除此之外.要研究清楚中药中消除耐药性的具体有效成分.再应用现代中药的提取、分析、精制技术.开发抑制细菌耐药性的纯天然高活性抑制剂。

3对中药抑制细菌耐药性的展望

采用中药抑制细菌的耐药性,国内外均有报道,如在国内有消除细菌的耐药质粒以及抑制金黄色葡萄球菌的氟喹诺酮外输泵的报道:国外也有用中草药来抑制细菌耐药性的研究。就其未来发展而言.需要依靠药理学、微生物学、生物信息学以及其他相关学科理论的支持。采用最新的分子生物学技术如

芯片技术.包括基因芯片和肽芯片技术等.利用分析仪器从中药中定向筛选出有效的抗菌、抑菌成分。采用各种物理、化学方法提取、分离和鉴定有效成分.对其进行多靶位修饰、降低其副作用、增强其抗菌和抑菌的作用.或将这些针对耐药菌的活性成分进行化学合成.或利用基因工程技术和细胞培养技术以及蛋白质工程技术大规模生产具有抑制细菌耐药性的药物。中医学对耐药菌感染.采取中药的单方、复方、抗生素和中药联合应用,依时间、病程以及患者的体质组方,以达到抑制或消灭耐药菌的目的.具有显著的临床意义。
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