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苗藥白接骨醇提物對(duì)耐藥性豬源大腸桿菌體外抑菌效果觀察

2018-06-23 07:55:20龍征榮熊紹斌楊昌海趙嬋娟
中國獸藥雜志 2018年6期
關(guān)鍵詞:提物耐藥性耐藥

張 森,龍征榮,歐 婧,熊紹斌,楊昌海,趙嬋娟

(1.黔東南民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院,貴州凱里 556000; 2.貴州省雷山縣丹江鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心,貴州雷山557100;3.重慶三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院,重慶萬州)

豬致病性大腸桿菌常引發(fā)豬場(chǎng)發(fā)生仔豬黃痢、白痢和水腫病,尤其仔豬黃痢,發(fā)病日齡小,發(fā)病急,常引起豬腹瀉、脫水、電解質(zhì)紊亂,甚至死亡。日齡越小發(fā)病率越高,情況越嚴(yán)重,管理不善的豬場(chǎng)極易引起仔豬大量死亡,給豬場(chǎng)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,是威脅我國養(yǎng)豬業(yè)的主要疾病之一。近幾十年來,抗生素和抗菌藥在畜牧生產(chǎn)上長期或不規(guī)范使用,導(dǎo)致生產(chǎn)中大腸桿菌耐藥現(xiàn)象嚴(yán)重。病原菌長期處于抗生素和抗菌藥的選擇壓力下,可能會(huì)通過質(zhì)粒和整合子將耐藥基因在相同或不同種屬細(xì)菌之間廣泛轉(zhuǎn)移,進(jìn)而導(dǎo)致獸醫(yī)臨床上不斷出現(xiàn)多重耐藥的“超級(jí)”大腸桿菌菌株[1-3],極大的增加了該病的防控難度。中草藥的應(yīng)用在我國已有千年的歷史,現(xiàn)代藥理研究表明,中草藥中的某些活性成分具抗菌、抗炎、提高免疫、抗氧化等多種活性作用,與抗生素和抗菌藥相比,中草藥成分復(fù)雜,各成分之間具有一定的相互作關(guān)系,通常會(huì)表現(xiàn)為整體量效作用,而且呈現(xiàn)多作用靶點(diǎn),不易產(chǎn)生耐藥性[4]。中草藥來源廣泛,安全性高,毒性小,因此,在畜牧生產(chǎn)上有良好的應(yīng)用前景。苗藥與中藥具有很高的相似性,是苗族人民長期以來對(duì)苗族生存環(huán)境中植物藥用作用的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),具有很高的臨床應(yīng)用參考價(jià)值。白接骨為爵床科白接骨屬草本植物,是黔東南苗族地區(qū)廣泛用于止血、扭傷、癤腫等疾病的民間常用草藥,《貴州民間藥物》記載了該草藥的主要療效,但其現(xiàn)代藥理研究尚未見報(bào)道,本試驗(yàn)觀察白接骨醇提物對(duì)豬大腸桿菌的體外抑制作用,以期為開發(fā)利用白接骨這一苗藥防治豬大腸桿菌病提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試藥物與菌株 試驗(yàn)藥物:白接骨(全草,2016年8月份采集)由黔東南民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院植物組織培養(yǎng)中心鑒定為正品。試驗(yàn)菌株:質(zhì)控菌 豬大腸桿菌標(biāo)準(zhǔn)株[CVCC1510,血清型O9:K88ac],購自中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所;臨床分離菌株:豬腹瀉致病大腸桿菌[EC1],由貴州大學(xué)獸醫(yī)微生物實(shí)驗(yàn)室分離、鑒定、保存、提供。

1.2 主要儀器與試劑 SW-CJ-2D凈化工作臺(tái)(蘇州凈化);LS-30高壓滅菌鍋(上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠);KJ14麥?zhǔn)媳葷峁?北京哲成科技有限公司);JA003電子秤(上海舜宇橫平科學(xué)儀器有限公司);DHP-500電熱恒溫培養(yǎng)箱(金壇大地自動(dòng)化儀器廠);DHG-9075A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海齊欣科學(xué)儀器有限公司);營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基(杭州百思生物技術(shù)有限公司,批號(hào):20170508001),95%乙醇為分析純(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司),微生物藥敏試紙(溫州市康泰生物科技有限公司)。

1.3 方法

1.3.1 藥液制備 將采集的藥物置恒溫鼓風(fēng)干燥箱中,在45 ℃條件下烘干。將烘干的藥物粉碎成粗粉,準(zhǔn)確稱取10 g,放入三角燒瓶中,加100 mL 80%乙醇,置于超聲波機(jī)中超聲助溶1 h,減壓抽濾提取液。按此方法提取3次,合并3次提取液,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀回收乙醇,給濃縮液中加入吐溫-80 0.5 mL助溶,用蒸餾水定容至50 mL。最終藥液生藥濃度為200 mg/mL。過濾除菌,備用。

1.3.2 菌液的制備 按無菌操作法,將保存的菌種劃線接種于1%瓊脂營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基上,37 ℃條件下培養(yǎng)18 h,挑取單個(gè)菌落接種于5 mL無菌營養(yǎng)肉湯液體培養(yǎng)基中,37 ℃條件下培養(yǎng)12 h,用滅菌的肉湯培養(yǎng)基稀釋至0.5麥?zhǔn)蠞岫?,即約1.5×108CFU/mL。取適量菌液用滅菌肉湯培養(yǎng)基進(jìn)行100倍稀釋,菌懸液濃度約1.5×106CFU/mL,備用。

1.3.3 耐藥性分析 采用試紙擴(kuò)散法(K-B法),分別吸取150 μL各配制備用的細(xì)菌液至1%的瓊脂肉湯培養(yǎng)板上,用“L”棒涂布均勻,在超凈工作臺(tái)上室溫條件下放置5 min,等距離放置藥敏試紙片(藥敏試紙直徑為6.35 mm),靜置10 min使其和培養(yǎng)板表面嚴(yán)實(shí)無縫。將培養(yǎng)皿置37 ℃培養(yǎng)18 h,觀察其抑菌圈有無及直徑大小。

1.3.4 苗藥白接骨醇提物抑菌作用分析 采用管碟法[5],按無菌操作要求,分別吸取150 μL各配制備用的細(xì)菌液至1%的瓊脂肉湯培養(yǎng)板上,用“L”棒涂布均勻,在超凈工作臺(tái)上室溫條件下放置5 min,等距離放置滅菌牛津杯(規(guī)格10 mm×8 mm×6 mm),靜置10 min使其和培養(yǎng)板表面嚴(yán)實(shí)無縫。給每個(gè)牛津杯中加入相應(yīng)的藥物100 μL,4 ℃放置8 h,使藥物擴(kuò)散,然后將培養(yǎng)皿置37 ℃培養(yǎng)18 h,觀察,并用游標(biāo)卡尺十字法測(cè)量抑菌圈直徑,取平均值。每種藥物和菌株平行做3次重復(fù)。結(jié)果判定:抑菌圈<10 mm為不敏感,10~19 mm為中度敏感,≥20 mm為高度敏感[6]。

1.3.5 苗藥白接骨MIC和MBC的測(cè)定 采用微量法[7]。按操作方法,取一次性無菌96孔培養(yǎng)板,每列8孔,每孔加100 μL肉湯培養(yǎng)基,吸取100 μL藥物加入第1孔,混勻后,吸取100 μL到第2孔,以此類推至第10孔,混勻后,棄100 μL,每孔接種10 μL菌液;第11孔加入10 μL無菌蒸餾水,為陰性對(duì)照,第12孔接種10 μL菌液,為細(xì)菌生長對(duì)照。將96孔培養(yǎng)板加蓋置37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)18 h,觀察細(xì)菌生長情況。結(jié)果判定:與陰性對(duì)照對(duì)比,如渾濁或有沉淀,則判斷為有菌生長;如透明度與陰性對(duì)照相同,則判斷無菌生長。以無菌生長所對(duì)應(yīng)的最低藥物濃度為該藥物對(duì)此菌的MIC。然后,將每孔培養(yǎng)液劃線接種1%瓊脂營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)板,37 ℃培養(yǎng)18 h,觀測(cè)細(xì)菌生長情況,無菌落生成對(duì)應(yīng)的最低藥物濃度為該藥物對(duì)此菌的MBC。每種菌株做3次平行重復(fù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 豬大腸桿菌耐藥性分析 通過K-B試紙法觀察了EC1對(duì)4種常用抗菌藥物的敏感性,結(jié)果如圖1所示,4種抗菌藥物對(duì)CVCC1510標(biāo)準(zhǔn)株均出現(xiàn)了直徑不小的抑菌圈,而在EC1,僅慶大霉素出現(xiàn)抑菌圈,甲氧芐啶/磺胺甲惡唑、頭孢曲松、環(huán)丙沙星均無抑菌圈出現(xiàn)。測(cè)量統(tǒng)計(jì)如表1所示,4種抗菌藥物對(duì)CVCC1510抑菌圈平均直徑均超過了20 mm,表現(xiàn)高度敏感。而對(duì)EC1的抑菌圈平均直徑除慶大霉素達(dá)到了22.56±0.63 mm外,其余均≤6.35 mm。由此說明,臨床上分離的EC1菌株具有多重耐藥性。

左為CVCC1510標(biāo)準(zhǔn)菌株,右為EC1臨床分離菌株;"1"為慶大霉素,"2"為甲氧芐啶/磺胺甲惡唑,"3"為頭孢曲松,"4"為環(huán)丙沙星,中間為生理鹽水對(duì)照。Note: The result of left dish is CVCC1510, and right is EC1; "1"is the result of gentamicin, "2"is methoxybenzymidine/sulfamethoxazole, "3"is ceftriaxone, "4"is ciprofloxacin and the middle is negative control.圖1 常用抗生素對(duì)豬大腸桿菌抑菌效果Fig 1 The effect of common antibiotics on E.coli from swine

藥物抑菌圈直徑CVCC1510EC1慶大霉素24.10±0.3822.56±0.63甲氧芐啶/磺胺甲惡唑27.39±0.65≤6.35頭孢曲松32.66±0.56≤6.35環(huán)丙沙星33.38±0.39≤6.35對(duì)照≤6.35≤6.35

2.2 苗藥白接骨醇提物對(duì)大腸桿菌抑菌作用 采用管碟法觀察白接骨對(duì)大腸桿菌抑菌作用,結(jié)果如圖2所示,白接骨醇提物對(duì)CVCC1510菌株和EC1菌株具有較大的抑菌圈,并且3個(gè)重復(fù)的結(jié)果重復(fù)性高。1%吐溫-80溶液對(duì)2菌株均無明顯的抑菌圈。經(jīng)測(cè)量統(tǒng)計(jì),結(jié)果如表2所示,白接骨醇提物對(duì)CVCC1510標(biāo)準(zhǔn)菌株的抑菌圈直徑平均值達(dá)33.20±0.82 mm,對(duì)EC1的抑菌圈直徑平均值達(dá)33.78±0.38 mm,而1%吐溫-80溶液和滅菌蒸餾水對(duì)照在牛津杯內(nèi)徑內(nèi)也有細(xì)菌生長,說明1%濃度的吐溫-80對(duì)細(xì)菌的生長沒有明顯的影響。因此圖2、表2結(jié)果表明,白接骨醇提物對(duì)致病性大腸桿菌有較強(qiáng)的體外抑制作用。

2.3 MIC測(cè)定結(jié)果 采用微量稀釋法定量測(cè)定白接骨對(duì)大腸桿菌的MIC,結(jié)果如表3所示,CVCC1510和EC1與倍比稀釋的白接骨醇提物共育,第8個(gè)稀釋度(生藥濃度0.78 mg/mL)培養(yǎng)液透明度眼觀基本與對(duì)照相似,在第9個(gè)稀釋度呈現(xiàn)明顯的肉眼可見的渾濁,三個(gè)重復(fù)結(jié)果一致,因此判定白接骨對(duì)兩株大腸桿菌的MIC均為0.78 mg/mL,表現(xiàn)較強(qiáng)的抑菌效果。

2.4 MBC測(cè)定結(jié)果 對(duì)2.2項(xiàng)結(jié)果中每孔培養(yǎng)液無菌操作下進(jìn)行劃板接種,在37 ℃培養(yǎng)12 h,結(jié)果如圖3所示,第8孔培養(yǎng)液劃線接種的細(xì)菌生長相對(duì)于第9孔減少,但也有明顯的肉眼可見的細(xì)菌生長。而第7孔(含生藥濃度1.56 mg/mL)則基本無細(xì)菌生長,因此,判定白接骨對(duì)CVCC1510和EC1的MBC均為1.56 mg/mL。

表2 苗藥白接骨醇提物對(duì)大腸桿菌抑菌作用(mm)Tab 2 the effect of Asystasiella neesiana (Wall.) Lindau alcohol extraction on E.coli (unit: mm)

上排為白接骨對(duì)CVCC1510抑菌作用3個(gè)重復(fù),下排為白接骨對(duì)EC1抑菌作用3個(gè)重復(fù);"1"為白接骨醇提物(200mg/mL);"2"為1%吐溫-80溶液對(duì)照;"3"為滅菌蒸餾水對(duì)照。Note: Above row is the effect of Asystasiella neesiana (Wall.) Lindau on CVCC1510 for 3 times repetitions, bottom row is the effect of Asystasiella neesiana (Wall.) Lindau on EC1 for 3 times repetitions. "1"is Asystasiella neesiana (Wall.) Lindau alcohol extraction (200mg/mL), "2"is 1% tween-80 control, "3"is negative control.圖2 白接骨醇提物對(duì)大腸桿菌的抑菌作用Fig 2 the effect of Asystasiella neesiana (Wall.) Lindau alcohol extraction on E.coli

組別123456789101112MIC/(mg·mL-1)CVCC1510-1 --------++-+0.78CVCC1510-2--------++-+0.78CVCC1510-3--------++-+0.78EC1-1--------++-+0.78EC1-2--------++-+0.78EC1-3--------++-+0.78

"1~10"是藥物從1:2(100mg/mL)-1:2048(0.20mg/mL)濃度倍比稀釋;"11"為陰性對(duì)照;"12"為細(xì)菌生長對(duì)照;"-"為培養(yǎng)液澄清;"+"為培養(yǎng)液渾濁。

"1~10"were the medicine dilutions from 1:2(100mg/mL)-1:2048(0.20mg/mL),"11" was negative control,"12"was positive control.

上排為白接骨對(duì)CVCC1510的3個(gè)重復(fù),下排為白接骨對(duì)EC1的3個(gè)重復(fù);1~12分別對(duì)應(yīng)2.2項(xiàng)部分1~12孔培養(yǎng)物Above row is the effect of Asystasiella neesiana (Wall.) Lindau on CVCC1510 for 3 times repetitions, bottom row is the effect of Asystasiella neesiana (Wall.) Lindau on EC1 for 3 times repetitions;"1~12" were the culture result of suspension from 2.2 part 1~12 culture hole.圖3 苗藥白接骨醇提物對(duì)大腸桿菌MBC結(jié)果Fig 3 the MBC of Asystasiella neesiana (Wall.) Lindau alcohol extraction on E.coli

3 討論與小結(jié)

大腸桿菌耐藥性問題凸顯,多重耐藥現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。岳秀英等[8]報(bào)道四川省2009-2014年共2954株豬、雞源大腸桿菌對(duì)抗生素的耐藥率依次為四環(huán)素(92.32%)>磺胺異噻唑(91.96%)>氨芐西林(91.25%)>復(fù)方新諾明(87.56%)>多西環(huán)素(77.67%)>氟苯尼考(73.97%)>大觀霉素(69.91%)>恩諾沙星(66.00%)>阿莫西林/克拉維酸(61.10%)>氧氟沙星(59.39%)>慶大霉素(57.82%)>多粘菌素E(42.53%)>頭孢噻呋(40.40%)。彭苗苗等[9]從湖南株洲、益陽豬場(chǎng)分離9株大腸桿菌,均含有耐藥基因GyrA、ParC、TetA和TetB,其中7株大腸桿菌對(duì)10種以上抗生素耐藥,對(duì)氨芐西林、青霉素、阿莫西林、紅霉素的耐藥率達(dá)100%。對(duì)四環(huán)素、多西環(huán)素的耐藥率達(dá)到88.9%。本試驗(yàn)所用大腸桿菌(EC1)菌株是貴州大學(xué)在貴州豬場(chǎng)分離的豬腹瀉致病菌。雖然僅檢測(cè)了其對(duì)慶大霉素、甲氧芐啶/磺胺甲惡唑、頭孢曲松、環(huán)丙沙星的敏感性,但該菌株僅對(duì)慶大霉素出現(xiàn)抑菌圈,其余3種均無明顯的抑菌圈,可定性說明該分離菌株具有多重耐藥性。

近年來,中藥體外抑菌大腸桿菌的研究較多,黃連、大黃、白花蛇舌草、五倍子、丁香、黃芩、夏枯草、虎杖等均有體外抑制大腸桿菌的報(bào)道,在眾多報(bào)道中,黃連、大黃、五倍子的作用較強(qiáng),黃連、大黃水煎劑對(duì)大腸桿菌MIC為7.81 mg/mL)[10-11],五倍子醇提液MIC為0.39 mg/mL[12],但也有報(bào)道其MIC僅為15.6 mg/mL[13]。本試驗(yàn)通過管蝶法聯(lián)合微量法稀釋法和瓊脂平板計(jì)數(shù)法研究了苗藥白接骨對(duì)大腸桿菌的體外抑制作用,結(jié)果顯示,白接骨醇提物對(duì)標(biāo)準(zhǔn)大腸桿菌和耐藥性大腸桿菌表現(xiàn)了較強(qiáng)體外抑制作用,MIC和MBC分別達(dá)到了0.78 mg/mL和1.56 mg/mL,其體外抑菌效果明顯優(yōu)于報(bào)道的常見中藥。李君華[14]通過觀察24種常用中藥飲片水煎液對(duì)大腸桿菌多重耐藥菌株和敏感菌株的抑菌效果,得出結(jié)論,相對(duì)于敏感菌,耐藥菌對(duì)中藥更為敏感。但是,本試驗(yàn)中白接骨醇提物對(duì)EC1菌株和標(biāo)準(zhǔn)菌株的MIC和MBC結(jié)果一致,并沒有表現(xiàn)出對(duì)耐藥菌株更敏感。

目前常采用K-B試紙法、打孔法和管碟法定性觀察藥物的體外抑菌效果。中草藥成分復(fù)雜,其具有抗菌作用的成分可能僅是其眾多化學(xué)成分中的極少數(shù),含量有限,用直徑6.35 mm左右的濾紙直接浸泡入中草藥水提或醇提粗提液制作藥敏試紙,試紙藥物量少,而且藥量不精確。管碟法藥量控制范圍大,而且加藥量比較準(zhǔn)確,與打孔法相比更便捷。

中藥醇提液在蒸餾乙醇濃縮后往往會(huì)出現(xiàn)渾濁和濃稠現(xiàn)象,影響藥物在瓊脂培養(yǎng)板上的擴(kuò)散,在微量法或試管法測(cè)定MIC時(shí),影響培養(yǎng)液的透明度,不利于細(xì)菌生長情況觀察,所以有效解決中藥提取液透明度是中藥抑菌試驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)。大多數(shù)中藥體外抑菌文獻(xiàn)對(duì)此問題表述不清楚,劉瑤[15]等在觀察苗藥大烏泡葉提取物的體外抑菌作用時(shí),用10%二甲基亞砜(DMSO)助溶,本試驗(yàn)中白接骨醇提物在蒸餾乙醇后出現(xiàn)渾濁,用DMSO助溶,效果不理想,使用1%吐溫-80助溶,藥物透明度大大提高,基本解決了藥物對(duì)培養(yǎng)基透明度的影響和藥物在瓊脂培養(yǎng)基上的擴(kuò)散問題,并且設(shè)置1%吐溫-80對(duì)照,結(jié)果顯示,1%濃度的吐溫-80對(duì)細(xì)菌生長沒有明顯的影響。

本試驗(yàn)僅是對(duì)苗藥白接骨藥理作用的初步探討,結(jié)果顯示,白接骨具有很強(qiáng)的體外抑制豬源敏感和耐藥大腸桿菌的作用,具有很好的開發(fā)應(yīng)用前景。現(xiàn)代研究表明,中草藥體外抑菌是通過其某些活性成分直接作用于細(xì)菌結(jié)構(gòu)和干擾細(xì)菌代謝而抑菌殺菌[16],白接骨的抑菌活性成分和抗菌機(jī)理尚需進(jìn)一步的研究。此外,中藥抗耐藥菌的作用機(jī)制主要有抑制菌體內(nèi)酶的活性;改變細(xì)菌細(xì)胞膜通透性;抑制細(xì)菌外排泵系統(tǒng),抑制細(xì)菌生物被膜的形成及對(duì)細(xì)菌質(zhì)粒的消除作用[17],白接骨是通過何種途徑實(shí)現(xiàn)抑制耐藥大腸桿菌的,尚需進(jìn)一步研究。

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