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中药耐药抑制剂的研究进展

2010-04-13陈燕杰孟春萍张杨

兽医导刊 2010年8期
关键词:耐药性抑制剂抗菌

陈燕杰,孟春萍,张杨

(河南农业大学牧医工程学院,河南郑州 450002)

细菌耐药性问题一直是全球关注的问题,从天然、毒副作用小的中草药中筛选耐药抑制剂是近几年来人们研究的热点问题。中药能抑制大肠杆菌耐药并消除其耐药性,但其作用机制尚未完全明确,因此开展中药抑制和消除耐药性方面的研究及其作用机制的研究,并在此基础上探求安全、高效、经济的耐药性消除剂具有重要意义。

中药是我国特有的天然资源,在治疗感染、逆转(或抑制) 肿瘤细胞耐药性等方面显示了独特的作用,这提示我们可以在中药中寻找既有良好耐药消除效果又没有毒副作用或毒副作用较低的耐药抑制剂。

一、细菌对抗菌药物的耐药机制

(一)耐药性产生的遗传方式

1.固有耐药。在长期进化过程中,为适应不利环境,经过优胜劣汰,微生物已获得了抵抗多种不利因素的能力。一些微生物如放线菌、真菌等可合成适量抗生素以杀灭周边的细菌而获得更有利于自己生存的环境。周边的这些细菌也为了适应环境,在长期抗生素压力下通过诱导突变,对抗生素产生了抵抗力。这种耐药有种属特异性,来源于该细菌固有的自然特性,耐药基因存在于染色体上。

2.染色体突变或获得新的脱氧核糖核酸分子。突变可发生于脱氧核糖核酸分子,如结核杆菌的点突变可导致对利福平的耐药,淋球菌的点突变可导致对苯唑西林的耐药;也可发生于质粒和转座子的基因上,如质粒编码产生的超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)和质粒介导的AmpC酶。

(二) 细菌获得耐药性的生物化学方式

1.酶的灭活作用。通过修饰,水解乙酰化、磷酸化等破坏抗菌药物的活性。

2.靶位旁路。指抗菌药物虽可以与靶位结合,但靶位的生理作用已被某些新生成分代替。

3.靶位修饰。细菌可通过改变蛋白的数量,对抗菌药物产生耐药。

4.细菌细胞膜通透性改变。由于药物长期作用,细菌改变了外膜蛋白,使菌体外膜通透性下降,阻碍抗菌药物进入细胞内膜靶位。

5.主动泵出功能。外排泵是存在于细菌细胞膜上的一类蛋白质。研究发现,外排泵的活动增强使药物外排增加,细胞内药物浓度下降,临床疗效降低或无效。

二、中药抑菌作用

几千年来,中药在防治疾病中发挥着重要作用。有些中药有效成分可直接作用于菌体,其抑菌机理是通过调动动物机体内在的积极因素,降低细菌毒力和减轻对组织细胞的破坏作用等途径起到抑菌抗菌作用。

(一)对病原菌的抑制和杀灭作用抗菌中药是直接作用于细菌结构和干扰代谢而达到抑菌效果如黄连的有效成分小檗碱,其作用机理为抑制细菌的呼吸、糖及糖代谢中间产物的氧化和脱氢过程以及蛋白质、核酸合成。大蒜的抑菌作用为大蒜辣素分子中的氧原子与细菌生长繁殖所必需的半胱氨酸分子中的巯基结合,使后者变为非活性物质,干扰细菌代谢,从而抑制细菌的生长和繁殖。此外研究结果发现,清热解毒药、补虚药、理血药、泻下药等大部分药物均对畜禽的一些病原体有直接抑制和杀灭作用,如板蓝根、野菊花、连翘、藿香、蒲公英、金银花、 鱼腥草、黄芪、党参、白芍、大黄等。

(二)增强机体的免疫力许多中药均含有多种营养成分和免疫活性物质,能促进正常和免疫低下的免疫器官的发育,激活免疫器官的免疫功能。麦冬、黄芪、当归、五味子、何首乌、肉苁蓉、淫羊藿、肉桂、青蒿、刺五加等均能促进免疫器官的发育;柴胡、黄连、黄芩、金银花、蒲公英、黄芪、夏枯草、当归等均可增强淋巴细胞的转化,增强细胞的免疫功能;党参、黄芪、白术、淫羊藿、枸杞子均能增强机体的体液免疫,使血清IgG、IgA、IgM水平提高;金银花、蒲公英、紫花地丁口服液能显著增强小鼠白细胞的吞噬能力,板蓝根多糖能明显提高小鼠白细胞和淋巴细胞数量。猪苓多糖、灵芝多糖、人参多糖、商陆多糖、当归等可促进动物机体IL21、IL22、IFN等细胞因子及其受体的产生。芎嗪、茶多酚等具有多重耐药逆转活性。

(三)抗炎作用及其他作用许多中药具有良好的抗炎作用,能抑制组织胺、5-羟色胺引起的血清通透性增加; 抑制渗出和分泌增多或出血; 恢复和提高组织器官的机能; 减轻细菌及其毒素对组织的损伤和破坏等,从另一侧面起抑菌作用。如赤芍中的芍药甙对角叉菜胶或右旋糖酐诱发的大鼠后爪浮肿有抑制作用。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,丹参中的丹参酮均具有抗炎作用。连翘等许多中药可中和细菌毒素或减轻毒素对动物的损伤,提高家畜对内毒素致死的耐受性,降低小鼠内毒素血症。

一般而言,温热药具有强心,升高血压,提高微血管的血流量及提高微血管子路运动的振幅,有助于组织细胞代谢功能的改善;寒凉药多具有降低血压、微循环血流速度及组织细胞代谢水平,使微循环保持正常功能状态,起到对炎性产物的移出和对病原的吞噬作用。

三、中药作为多重耐药抑制剂的研究

多重耐药是近些年来在细菌中广泛存在的,可使细菌对一些结构不相关的抗生素、有机溶剂的灭活作用产生抵抗的现象,其危害相当严重,能直接导致药物失去作用,使临床抗感染治疗失败,危及人畜生命健康。国外已经证实有效并致力开发研究的抑制剂有植物生物碱-利血平、LY335979、格列本脲、吩噻嗪-金属复合物、碳酰氰氯苯腙、维拉帕米等少数几种物质,它们能有效消除细菌或癌细胞的多重耐药性。利血平能够抑制S.au2reus的药物外溢泵NorA,使诺氟沙星MIC降为原来的1/4或更低。分离耐药株中约一半的耐药菌与NorA的表达有关,均可被利血平诱导恢复对氟喹诺酮类药物的敏感性。雷连成等(2003)报道,采用中药黄连提取物(命名为耐药性抑制剂IT2)对20株人源性和动物源性大肠杆菌作用后,发现其对氟喹诺酮类药物、庆大霉素和多西环素的耐药性被明显抑制,表明耐药抑制IT2对大肠杆菌的部分耐药性具有良好的抑制作用,并且还表明中药的作用机制与阻碍细菌耐药质粒拷贝,恢复外膜通道蛋白正常表达关系密切。

四、中药抗菌增效剂

某些中药或中药复方对抗菌药物有不同程度的增效作用,可以提高细菌对抗菌药物的敏感性作为增敏剂应用于临床治疗的中药多数具有钙通道拮抗活性,将临床观察到的增敏作用与其潜在的逆转多重耐药活性联系在一起,推测常用的增敏方剂中可能存在多重耐药逆转剂。TMP是磺胺类及其他抗菌西药的增效剂,配合蒲公英、鱼腥草素或黄连素则能显著增强抑菌作用。金银花对耐青霉素的金黄色葡萄球菌有增敏作用,在低于抗菌浓度时还能增强白细胞的吞噬能力,对青霉素抗菌有增效作用。葛根芩连汤与氨苄青霉素、头孢哌酮、诺氟沙星配伍应用,均有协同作用,可以增强耐药菌对抗生素的敏感性。

Morel等从羽扇豆属植物叶中提取得到多种异黄酮类化合物,发现抗菌活性低,但在超表达泵的菌株中,对其底物小檗碱和诺氟沙星有较好的协同增效作用。Miranda等从墨西哥药用牵牛花属植物中提取得到了多种低聚糖,发现单独使用无抗菌活性,但可增强诺氟沙星对耐药菌株的活性。此外,一些学者通过试验发现,石芽茶、大蒜、大黄、谷精籽、黄柏、黄芩等中药提取液作为灭活酶抑制剂,对β-2内酰胺酶也有不同程度的抑制作用,这些都为传统中药的深度开发应用探索提供了新途径。

五、中药耐药抑制剂研究展望

综上所述,目前对中药在抑制耐药性大肠杆菌方面已做了大量的研究工作,在试验和临床研究中都有很大进展。在人类面临细菌耐药性或抗生素不良反应不断增加的严峻形势下,对中药的正确认识和深入研究,这将为研究开发新型中药耐药抑制剂提供科学的理论依据。目前国内外对中药的作用机制探讨不深,加之中药作用缓慢,作用时间长,所以中药在抑制耐药性方面还处于起步阶段,消除率还很低。要想解决兽医临床、医学临床日趋严重的耐药问题,还需对分子耐药机制进行进一步的研究探索。相信中药作为耐药抑制剂将在兽医中具有广阔的开发前景。

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