韓榮嘉,梁夢(mèng)菊,翟亞軍,劉建華,彭祖焜,閆峰賓,吳 華
(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物醫(yī)學(xué)院,河南 鄭州 450046)
當(dāng)前畜牧業(yè)養(yǎng)殖中肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae, KPN)是僅次于大腸桿菌的第二大條件性致病菌[1],能造成嚴(yán)重的感染和較大的經(jīng)濟(jì)損失[2],獸醫(yī)臨床中耐藥性肺炎克雷伯菌的報(bào)道也越來(lái)越多[3],且部分地區(qū)已有對(duì)黏菌素耐藥的肺炎克雷伯菌感染報(bào)道,增加了其感染治療的難度和復(fù)雜性。黏菌素(Colistin, COL)是有效治療革蘭氏陰性菌多肽類(lèi)抗生素藥物,因其獨(dú)特的抗菌作用機(jī)制而被用于多重耐藥菌的感染防治。但自2015年我國(guó)獸醫(yī)臨床首次報(bào)道COL耐藥以來(lái)[4],對(duì)COL耐藥的獸醫(yī)臨床菌株報(bào)道也日益增多,這限制了COL的使用。而研發(fā)抗菌輔助藥物來(lái)降低菌株對(duì)COL的耐受力、增加COL的敏感性是當(dāng)前抗多重耐藥肺炎克雷伯菌感染的主要措施之一,如與中藥組方、中藥單體、增效佐劑聯(lián)用等。
中藥方劑黃連解毒湯(Huanglian Jiedu Decoction, HJD)由黃連、黃芩、黃柏、梔子組成,具有抑菌、抗炎、抑制腫瘤、抗氧化且對(duì)腸道菌群具有一定的促進(jìn)作用[5]。近年來(lái),中西藥聯(lián)用的研究不斷增加,復(fù)方劑黃連解毒湯與多種抗生素聯(lián)用表現(xiàn)出的明顯抑菌作用值得深入研究。氯硝柳胺(Niclosamide, NIC)常作為腸道驅(qū)絳蟲(chóng)藥,近年來(lái)有研究表明[6-7]:NIC與COL聯(lián)用時(shí)能增強(qiáng)耐COL革蘭氏陰性菌的敏感性,多次證明可以有效恢復(fù)碳青霉烯類(lèi)、COL類(lèi)抗生素的抗菌活性,具有逆轉(zhuǎn)多重耐藥革蘭氏陰性菌(包括COL耐藥的肺炎克雷伯菌)的潛力。
過(guò)度使用抗菌藥物及耐藥機(jī)制的橫向傳播,導(dǎo)致同時(shí)對(duì)多種抗微生物藥物耐藥的多重耐藥菌(Multi-drug resistant, MDR)越來(lái)越多。COL耐藥肺炎克雷伯菌屬于多重耐藥菌(MDR-KP),其臨床治療困難,需用新型抗菌藥物或新的聯(lián)合抗菌理論予以治療。而中藥與佐劑聯(lián)合是當(dāng)前逆轉(zhuǎn)COL耐藥的主要用藥策略之一。本研究將HJD與NIC聯(lián)合應(yīng)用,探尋了有效的抗菌佐劑來(lái)降低肺炎克雷伯菌對(duì)COL的耐藥性,或恢復(fù)COL抗革蘭氏陰性菌的敏感性,以期找到合適的中藥聯(lián)合增效佐劑及逆轉(zhuǎn)耐藥佐劑,用于人醫(yī)和獸醫(yī)臨床應(yīng)用,也為創(chuàng)新聯(lián)合用藥措施提供一些新的研究思路。
1.1.1 試驗(yàn)菌株 依據(jù)2019版CLSI的折點(diǎn)[8](MIC值≥4 μg/mL)判斷耐藥菌株,本試驗(yàn)選用3株耐COL的肺炎克雷伯菌KP1(豬場(chǎng)廢水分離)、KP4(豬場(chǎng)廢水分離)和KP9(人醫(yī)臨床分離),1株敏感菌株KP28(人醫(yī)臨床分離)。
1.1.2 主要試劑、培養(yǎng)基及藥品 試劑:去離子水、蒸餾水、無(wú)水乙醇、1 mol/L氫氧化鈉溶液;營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基:LB培養(yǎng)基、MH(B)培養(yǎng)基、麥康凱瓊脂;藥品:5120 μg/mL硫酸黏菌素(76.6%)、1 g/mL黃連解毒湯、5120 μg/mL氯硝柳胺(98%);均購(gòu)自天馳生物公司。
1.1.3 主要儀器 電熱恒溫生化培養(yǎng)箱(由賽默飛世爾科技有限公司生產(chǎn));無(wú)菌超凈工作臺(tái)(由蘇州安泰技術(shù)有限公司生產(chǎn));高壓蒸汽滅菌鍋(由上海生光儀器廠生產(chǎn));電子分析天平(由上海菁海儀器有限公司生產(chǎn));電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(由上海益恒試驗(yàn)儀器有限公司生產(chǎn));空氣搖床(由北京六一儀器廠生產(chǎn));移液槍、臺(tái)式低速離心機(jī)(由德國(guó)Eppendorf公司生產(chǎn));電磁爐(由美的集團(tuán)有限公司生產(chǎn))等。
1.2.1 HJD(1 g/mL)的制備 將黃連、黃芩、黃柏、梔子按照3∶2∶2∶3的比例合計(jì)稱取50 g于一定量的蒸餾水中,浸泡30 min,大火煮沸之后轉(zhuǎn)文火,煮至體積少于200 mL,經(jīng)2層無(wú)菌紗布過(guò)濾后,濾渣再用500 mL蒸餾水用同樣方法,煎制一段時(shí)間后合并煎液。文火煮至50 mL,濃度即為1 g/mL。無(wú)菌藥用注射器取上清液,經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾于2 mL EP管,置于-20 ℃冰箱中保存。
1.2.2 單藥MIC值的測(cè)定 采用微量肉湯稀釋法[9]測(cè)定單藥MIC值。在無(wú)菌超凈工作臺(tái)上,用移液槍吸取5 μL的培養(yǎng)好的菌液,加入裝有5 mL MHB肉湯的EP管中,用漩渦混勻儀混勻。測(cè)定COL、NIC單藥MIC值時(shí)采用10倍稀釋法。在每一行第1孔加入含12 μL的藥液和108 μL菌液的120 μL體系,之后每孔加入60 μL菌液,倍比稀釋至倒數(shù)第2孔。HJD采用雙倍稀釋方法,吸取50 μL的藥液加入反應(yīng)板每一行的第1孔,再往第1孔加入50 μL的菌液,之后每孔加入50 μL的菌液,倍比稀釋至倒數(shù)第2孔。密封放置于恒溫保溫箱,培養(yǎng)18 h后讀取結(jié)果。
1.2.3 兩藥聯(lián)合MIC值的測(cè)定 根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì),設(shè)定需固定濃度的藥物梯度或者亞抑菌濃度,將藥物和MHB肉湯配制成固定濃度的體系,即5 mL藥物和MHB混合液,再向該體系中加入培養(yǎng)好的5 μL菌液,在漩渦混勻儀上混勻。按照COL單藥藥敏的方法倍比稀釋至倒數(shù)第2孔,最后一孔作為陽(yáng)性對(duì)照,密封放置于恒溫保溫箱,培養(yǎng)18 h后讀取結(jié)果。
1.2.4 用棋盤(pán)法測(cè)定部分抑菌濃度指數(shù)(FIC) 將2種藥物分別在2塊96孔無(wú)菌反應(yīng)板按照10倍稀釋或雙倍稀釋的方法,進(jìn)行12×12的棋盤(pán)法單藥倍比稀釋?zhuān)缓髮?塊反應(yīng)板的對(duì)應(yīng)孔混合均勻,并作陽(yáng)性對(duì)照。密封放置于恒溫箱,培養(yǎng)18 h后讀取結(jié)果。
1.2.5 三藥聯(lián)合測(cè)定MIC值 將1 μg/mL NIC固定到MHB中,再將不同濃度的中藥固定到MHB中,配制成5 mL體系的不同濃度中藥、NIC與MHB的混合液。然后按照COL單藥微量肉湯稀釋法進(jìn)行倍比稀釋?zhuān)詈笠豢鬃鳛殛?yáng)性對(duì)照。密封放置于恒溫保溫箱,培養(yǎng)18 h后讀取結(jié)果。
單藥MIC值的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1,COL對(duì)KP1、KP4和KP9的單藥MIC值均為128 μg/mL,對(duì)KP28的單藥MIC值為0.5 μg/mL;NIC對(duì)4株菌的MIC值>512 μg/mL;黃連解毒湯對(duì)4株菌的MIC值均為250 mg/mL。
表1 3種藥物對(duì)肺炎克雷伯菌的單藥MIC值
2.2.1 NIC與COL聯(lián)合的抑菌作用 本研究選用0.25、0.50、1.00、2.00、4.00、8.00、16.00 μg/mL 共7個(gè)濃度的NIC與COL聯(lián)合用藥,結(jié)果見(jiàn)表2。當(dāng)NIC濃度在1~16 μg/mL之間時(shí),與COL聯(lián)用效果較明顯;對(duì)于耐藥菌株KP1、KP4、KP9,8 μg/mL NIC與COL聯(lián)用時(shí)的效果最佳,分別能使COL的MIC值下降至原來(lái)的1/16410、1/512和1/4096;而對(duì)于敏感菌株KP28,聯(lián)用后COL的MIC值最低下降至原來(lái)的1/128。
表2 不同濃度NIC聯(lián)用COL的MIC值
2.2.2 HJD與COL聯(lián)合的抑菌作用 根據(jù)HJD對(duì)試驗(yàn)菌株的MIC值,將HJD濃度固定為1/2 MIC、1/4 MIC、1/8 MIC,分別與COL聯(lián)用并測(cè)定其MIC值,結(jié)果如表3所示。1/2 MIC (125000 μg/mL) HJD是與COL聯(lián)用的最佳濃度,最低能使其MIC值下降至原來(lái)的1/512;對(duì)于敏感菌株KP28,能使其MIC值下降至原來(lái)的1/8。
表3 不同濃度HJD聯(lián)合COL的MIC值
根據(jù)棋盤(pán)法試驗(yàn)要求[9], FIC指數(shù)= MIC(A組聯(lián)合) /MIC(A組單藥) +MIC(B組聯(lián)合) /MIC(B組單藥)。其中, FIC≤0.5為協(xié)同作用、0.5<FIC≤1為加性作用、1<FIC≤2為無(wú)關(guān)作用、FIC>2為拮抗作用。兩藥聯(lián)合的 FIC指數(shù)結(jié)果見(jiàn)表4。對(duì)于NIC與COL聯(lián)合的 FIC值,3株耐COL菌株的FIC<0.5,兩藥表現(xiàn)為協(xié)同作用。就HJD和COL聯(lián)合的FIC值而言,菌株KP1的FIC<0.5,兩藥表現(xiàn)為協(xié)同作用,KP4和KP9的 FIC值均為0.625,兩藥表現(xiàn)為加性作用。
表4 用棋盤(pán)法測(cè)定兩藥聯(lián)合的FIC指數(shù)
選取1 μg/mL作為NIC的固定濃度,將NIC、COL分別與1/2 MIC、1/4 MIC、1/8 MIC這3個(gè)濃度的HJD聯(lián)合,測(cè)定試驗(yàn)菌株三藥聯(lián)合的MIC值,分析和判斷1 μg/mL NIC與HJD是否有協(xié)同作用。結(jié)果見(jiàn)表5,亞抑菌濃度的HJD加NIC與COL聯(lián)用后對(duì)菌株的MIC值均大于1 μg/mL NIC聯(lián)用COL對(duì)菌株的MIC值,初步判定HJD和NIC沒(méi)有協(xié)同增效作用,其聯(lián)合作用效果有待深入研究和進(jìn)一步驗(yàn)證。
表5 1 μg/mL NIC和亞濃度的HJD聯(lián)用COL的MIC值
靜止期殺菌劑COL具有獨(dú)特的作用機(jī)制,曾作為治療革蘭氏陰性菌包括多重耐藥菌的優(yōu)勢(shì)抗生素,但其耐藥性的不斷出現(xiàn)限制了其在臨床的應(yīng)用,為其找到有效的增效佐劑或逆轉(zhuǎn)耐藥佐劑成了近幾年研究熱點(diǎn)[10-12]。
Domalaon等[7]的研究表明:NIC與COL聯(lián)用對(duì)肺炎克雷伯菌的抑菌效果具有協(xié)同作用,1 μg/mL NIC與COL的聯(lián)合效果最佳。而本試驗(yàn)研究表明:8 μg/mL NIC與COL聯(lián)用的效果最佳,菌株個(gè)體差異性及菌株樣本數(shù)較少可能是導(dǎo)致該結(jié)果的主要因素。研究表明,NIC能逆轉(zhuǎn)產(chǎn)碳青霉烯酶和(或)耐COL腸桿菌科細(xì)菌對(duì)COL的耐藥性且具有協(xié)同作用[13]。本研究進(jìn)一步證實(shí)了NIC在耐藥肺炎克雷伯菌菌株中的增效作用。
HJD作為中國(guó)經(jīng)典中藥組方,具有價(jià)格低廉、易獲得、療效確定、作用廣泛、藥效持久等特點(diǎn),在人醫(yī)和獸醫(yī)臨床上均已得到了廣泛的應(yīng)用。高桂玲等[14]研究指出,HJD可用于難治性支原體肺炎的治療。覃偉等[15]在2021年報(bào)道中認(rèn)為HJD聯(lián)合阿奇霉素治療肛周膿腫的效果明顯。侯欣穎等[16]驗(yàn)證了長(zhǎng)期使用高劑量的HJD有類(lèi)抗生素的作用,在臨床治療細(xì)菌感染方面具有很大的潛力。此外,HJD在聯(lián)合用藥方面,對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌也有很好的抑制作用,例如周芳芳等[17]在2019年的報(bào)道中認(rèn)為HJD聯(lián)合左氧氟沙星、慶大霉素后對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)的抑菌效果顯著增強(qiáng)。本研究再次證實(shí)了HJD聯(lián)合COL對(duì)COL耐藥肺炎克雷伯菌具有體外抑菌增效作用,具備作為獸醫(yī)臨床聯(lián)合COL用藥較大的應(yīng)用潛力。
曾雪花等[18]研究表明,HJD對(duì)銅綠假單胞菌和大腸桿菌的MIC值>1000 mg/mL,而本研究結(jié)果表明:HJD對(duì)肺炎克雷伯菌的MIC值為250 mg/mL,說(shuō)明HJD對(duì)不同革蘭氏陰性菌的抑菌效果存在差異。HJD與COL聯(lián)用能使耐藥菌株對(duì)COL的MIC值下降至原來(lái)的1/512,且FIC值在0.312~0.625之間,有協(xié)同和加性作用。HJD組方中黃連的主要成分小檗堿、黃芩提取物黃芩均已被證實(shí)了具有逆轉(zhuǎn)耐COL大腸桿菌及沙門(mén)氏菌的作用[19-20]。本研究也證實(shí)了HJD組方具備增效或逆轉(zhuǎn)COL耐藥的潛力,但組方中藥物成分多樣復(fù)雜,發(fā)揮抑菌作用的成分可能不止一種,其是否具備更優(yōu)異的增效作用、與中藥單體存在哪些增效差異、具備什么樣的作用機(jī)制等需要進(jìn)一步深入研究。
當(dāng)COL與NIC、HJD三藥同時(shí)聯(lián)用時(shí),COL的MIC值并沒(méi)有在兩藥聯(lián)合的基礎(chǔ)上進(jìn)一步下降,分析三藥聯(lián)合時(shí),僅是HJD或NIC其中一種藥物發(fā)揮了體外抑菌增效作用,但二者體內(nèi)聯(lián)合應(yīng)用時(shí)是否具備新的增效作用或增效機(jī)制,有待深入研究和探討。
為解決COL耐藥率不斷增加的問(wèn)題,COL的抗菌增效劑不斷被發(fā)現(xiàn),如氟苯尼考、舍西林、左旋丙嗪、LpxC抑制劑Chir-090及選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑等[21],此外抗菌肽MSI-78或OTD-244與COL聯(lián)用也表現(xiàn)出較好的協(xié)同效果[22]。本試驗(yàn)首次從體外研究證實(shí)了復(fù)方制劑黃連解毒湯也可作為COL的抗菌增效劑,這為臨床中西藥聯(lián)用逆轉(zhuǎn)COL耐藥提供了更多思路和方法。
本研究發(fā)現(xiàn),黃連解毒湯和氯硝柳胺可以有效逆轉(zhuǎn)肺炎克雷伯菌對(duì)黏菌素的耐藥性,但三藥聯(lián)合體外研究未表現(xiàn)出黃連解毒湯和氯硝柳胺的協(xié)同逆轉(zhuǎn)作用,其具體抑菌機(jī)制、體內(nèi)聯(lián)合作用及增效機(jī)制有待深入探討。