柴貝貝 姜維佳 王莉貞 胡梅 趙雨川 吳永繼 司紅彬
摘要:[目的]探討原兒茶酸或綠原酸與抗菌藥聯(lián)用對(duì)魚源鏈球菌的抑菌效果,為魚源鏈球菌病的綜合防治提供參考依據(jù)。[方法]采用微量二倍稀釋法測定原兒茶酸、綠原酸及各種抗菌藥對(duì)魚源鏈球菌的最小抑菌濃度(MIC),并以1/2MIC的原兒茶酸或綠原酸分別聯(lián)合抗菌藥誘導(dǎo)魚源鏈球菌進(jìn)行傳代培養(yǎng),然后使用微量棋盤稀釋法測定原兒茶酸或綠原酸與抗菌藥聯(lián)合作用后的部分抑菌濃度指數(shù)(FICI)。[結(jié)果]原兒茶酸和綠原酸對(duì)魚源鏈球菌的MIC分別為2500和16000μg/mL,以1250μg/mL的原兒茶酸和3000μg/mL的綠原酸分別與痢菌凈、阿米卡星、粘菌素、磺胺間甲氧嘧啶鈉、克林沙星和磷霉素等抗菌藥聯(lián)合誘導(dǎo)魚源鏈球菌傳代后,除磺胺間甲氧嘧啶鈉外,其他5種抗菌藥對(duì)傳代獲得菌株的MIC明顯降低。原兒茶酸與抗菌藥配伍后的FICI分別為0.500、0.750、0.516、1.125、0.140和10.516,綠原酸與抗菌藥配伍后的FICI分別為0.501、0.625、0.501、>2.000、0.140和10.501。依據(jù)FICI的判定標(biāo)準(zhǔn)可知,原兒茶酸與痢菌凈和克林沙星配伍呈協(xié)同效應(yīng),與阿米卡星、粘菌素和磷霉素配伍呈相加效應(yīng),與磺胺間甲氧嘧啶鈉配伍表現(xiàn)為無關(guān)效應(yīng);綠原酸與阿米卡星和克林沙星配伍呈協(xié)同效應(yīng),與痢菌凈、粘菌素和磷霉素配伍呈相加效應(yīng),與磺胺間甲氧嘧啶鈉配伍則呈拮抗效應(yīng)。[結(jié)論]原兒茶酸或綠原酸與抗菌藥配伍后能增強(qiáng)大部分抗菌藥對(duì)魚源鏈球菌的抑菌活性,呈協(xié)同或相加作用,可在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:魚源鏈球菌;原兒茶酸;綠原酸;聯(lián)用;最小抑菌濃度(MIC);部分抑菌濃度指數(shù)(FICI)
中圖分類號(hào):S941.42 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):2095-1191(2018)03-0580-06
0引言
[研究意義]當(dāng)前的水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)雖已取得長足發(fā)展和明顯成效,但魚源鏈球菌病的防控技術(shù)尚未得到突破,仍是制約魚類養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展的主要病害之一(楊劍等,2015;呂小麗等,2017;辛年香和蔡延渠,2017)。據(jù)報(bào)道,2012年僅因鏈球菌病給羅非魚養(yǎng)殖業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失就超過10億元(李莉萍等,2013)。目前,在魚類養(yǎng)殖生產(chǎn)中仍以化學(xué)類抗菌藥防控魚源鏈球菌病為主,但這些廣譜抗菌藥的長期大量使用,極易促使病原菌的耐藥性增強(qiáng),進(jìn)而對(duì)生態(tài)環(huán)境及人類健康產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。因此,尋找一種既能有效防控魚源鏈球菌病又能減輕對(duì)環(huán)境破壞的方法顯得尤為重要。[前人研究進(jìn)展]魚源鏈球菌病是一種由鏈球菌感染引起的疾病,其病原菌包括海豚鏈球菌(Streptococcus iniae)、無乳鏈球菌(&agalactiae)、副乳房炎鏈球菌(S.parau-beris)和停乳鏈球菌(S. dysgalactiae)等(陳明,2013;郭長明等,2017)。由于魚源鏈球菌病的危害極大,因此針對(duì)魚源鏈球菌的研究也不斷深入。目前,國內(nèi)外有關(guān)魚源鏈球菌病的研究主要集中在病原菌分離鑒定、流行病學(xué)調(diào)查、檢測手段、防治方法及致病機(jī)理等方面(張生等,2007;辛年香和蔡延渠,2017)。柒壯林(2012)從廣西羅非魚流行病暴發(fā)區(qū)(宜州、柳州、北海)的病魚體內(nèi)分離獲得3株菌株,經(jīng)細(xì)菌形態(tài)學(xué)觀察和基因序列分析,確定宜州分離株為海豚鏈球菌,柳州和北海分離株為無乳鏈球菌。張德鋒等(2017)通過分析2007~2015年我國羅非魚主產(chǎn)區(qū)無乳鏈球菌的分子特征及流行情況,發(fā)現(xiàn)近年來我國羅非魚源無乳鏈球菌發(fā)生了明顯的遺傳變異,且推測其主要是通過苗種或水體等介質(zhì)傳播,屬于輸入性傳播方式。在魚源鏈球菌病的防控方面,Al-hebshi等(2006)研究表明,阿拉伯茶水提物與四環(huán)素聯(lián)用時(shí),四環(huán)素對(duì)鏈球菌的最小抑菌濃度(MIC)從16 gg/mL降至4 1ag/mL;Rattanachaikunso-pon和Phumkhachom(2009)、Wu等(2013)研究證實(shí),于疫病流行季節(jié)在基礎(chǔ)餌料中適當(dāng)添加黃芪多糖、酵母多糖、維生素C、苦參、穿心蓮等免疫增強(qiáng)劑,能有效增強(qiáng)魚體的抗病能力,減少發(fā)病死亡;劉亮(2013)研究發(fā)現(xiàn),給羅非魚投喂含1%黃連的餌料可促使其產(chǎn)生80%的相對(duì)保護(hù)率。[本研究切入點(diǎn)]原兒茶酸廣泛存在于穿心蓮、冬青、葒草、丹參、五味子、翻白草等常用中藥和可食用蔬菜水果中,是一種水溶性酚酸成分,具有抑菌(Liu et a1.,2005)、抗癌(Yip et a1.,2006)、抗炎(Min et a1.,2010)和抗氧化(張秀麗等,2011)等藥理作用;綠原酸存在于忍冬科忍冬屬、菊科蒿屬植物中,也具有抑菌(王宏軍等,2003)、抗炎(楊斌等,2009)和抗腫瘤、抗氧化(武雪芬等,1999)等藥理作用,但至今有關(guān)原兒茶酸或綠原酸與抗菌藥聯(lián)合作用于魚源鏈球菌的研究鮮見報(bào)道。[擬解決的關(guān)鍵問題]檢測原兒茶酸或綠原酸與供試抗菌藥聯(lián)用時(shí)誘導(dǎo)魚源鏈球菌傳代的體外抑菌活性,采用微量棋盤稀釋法測定配伍后的MIC,并以此計(jì)算配伍組合的部分抑菌濃度指數(shù)(FICI),判斷配伍藥物組合間是否存在協(xié)同或相加效應(yīng),為魚源鏈球菌病的綜合防治提供參考依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料
魚源鏈球菌由廣州海大集團(tuán)股份有限公司饋贈(zèng);原兒茶酸購自南京澤朗生物科技公司;綠原酸購自南京道斯夫生物科技公司;腦心浸液(BHI)瓊脂培養(yǎng)基、血瓊脂培養(yǎng)基、BHI營養(yǎng)肉湯、犢牛血清和細(xì)菌生化鑒定管均購自杭州天河微生物試劑有限公司;痢菌凈(Mequindox)、阿米卡星(Amikacin)、粘菌素(Colistin)、磺胺間甲氧嘧啶鈉(Sulfamonomethoxine)、克林沙星(clinafloxacin)和磷霉素(Fosfomycin)均為國產(chǎn)抗菌藥,且在有效期內(nèi)。
1.2菌株培養(yǎng)鑒定
取保存于30%甘油中的魚源鏈球菌接種于BHI肉湯培養(yǎng)基(添加5%犢牛血清)中,37℃振蕩培養(yǎng)6 h后取培養(yǎng)物劃線接種于BHI瓊脂培養(yǎng)基(添加5%犢牛血清)上,37℃培養(yǎng)12 h,從培養(yǎng)基上挑取白色菌落進(jìn)行純培養(yǎng),然后進(jìn)行菌落涂片鏡檢、觸酶試驗(yàn)及血瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)確認(rèn)其溶血特性,并按細(xì)菌生化鑒定管使用說明對(duì)純培養(yǎng)所得菌株進(jìn)行生化鑒定。
1.3抗菌藥、原兒茶酸和綠原酸溶液制備
1.3.1抗茵藥溶液制備 參照CLSI推薦的方法進(jìn)行抗菌藥溶液制備(劉增援,2016)。
1.3.2原兒茶酸和綠原酸溶液制備 準(zhǔn)確稱取原兒茶酸300 mg、綠原酸180 mg,分別溶于15 mEN菌水,經(jīng)無菌濾頭過濾所得溶液濃度:原兒茶酸20000μg/mL,綠原酸12000 Bg/mL。
1.4原兒茶酸或綠原酸與抗菌藥聯(lián)合抗菌試驗(yàn)
1.4.1MIC檢測 參照CLSI推薦的方法和結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn)(劉增援,2016),采用微量二倍稀釋法測定原兒茶酸、綠原酸及各種抗菌藥對(duì)魚源鏈球菌的MIC。
1.4.2原兒茶酸或綠原酸聯(lián)合抗菌藥誘導(dǎo)細(xì)菌傳代 以1/2MIC的原兒茶酸或綠原酸溶液分別聯(lián)合抗菌藥誘導(dǎo)魚源鏈球菌進(jìn)行傳代培養(yǎng),聯(lián)合傳代培養(yǎng)后的MIC與單獨(dú)抗菌藥的MIC進(jìn)行比較,確定聯(lián)合傳代培養(yǎng)后的抗菌藥MIC是否變小,以此判斷原兒茶酸或綠原酸聯(lián)合抗菌藥對(duì)該耐藥菌傳代培養(yǎng)是否具有增強(qiáng)抑制作用。
1.4.3微量棋盤稀釋法 以微量棋盤稀釋法分別對(duì)原兒茶酸、綠原酸與抗菌藥的組合進(jìn)行二倍倍比稀釋,藥物互作效應(yīng)通過計(jì)算其部分抑菌濃度指數(shù)(FICI)來判斷,具體操作及判定標(biāo)準(zhǔn)參照NCCLS(劉增援,2016)。
FICI=MICA聯(lián)/MICA+MTCB聯(lián)/MICB
其中,A表示抗菌藥,B表示原兒茶酸或綠原酸。判定標(biāo)準(zhǔn):FICI≤0.500表現(xiàn)為協(xié)同作用,0.5002結(jié)果與分析
2.1菌株培養(yǎng)鑒定結(jié)果
2.1.1菌株形態(tài)特征將魚源鏈球菌劃線接種于BHI瓊脂培養(yǎng)基37℃培養(yǎng)12 h后,發(fā)現(xiàn)其菌株生長良好,菌落邊緣整齊、呈白色(圖1-A);在血瓊脂培養(yǎng)基上形成的菌落呈灰白色、表面光滑、邊緣整齊,且呈B溶血(圖1-B)。鏡檢發(fā)現(xiàn),菌株革蘭氏染色呈陽性,球形,鏈狀排列(圖1-C)。
2.1.2觸酶試驗(yàn)結(jié)果 無菌條件下,用接種環(huán)在分離菌株的新鮮培養(yǎng)物中挑取菌落形態(tài)、顏色一致的單個(gè)菌落置于載玻片上,滴加少量的3%H202,未產(chǎn)生氣泡,即判定觸酶試驗(yàn)呈陰性。
2.1.3生化鑒定結(jié)果 以純化獲得的菌株進(jìn)行生化鑒定,結(jié)果發(fā)現(xiàn)該菌株可水解七葉苷和精氨酸,其V-P、脲酶和馬脲酸試驗(yàn)均呈陰性,能發(fā)酵葡萄糖、水楊苷、蔗糖和淀粉,但不發(fā)酵阿拉伯糖、菊糖、乳糖、蜜二糖、棉子糖和山梨醇。參照Berridge等(1998)的研究結(jié)果,可判定為鏈球菌。
2.2原兒茶酸、綠原酸及各供試抗菌藥的MIC
采用微量二倍稀釋法測定原兒茶酸、綠原酸及各供試抗菌藥對(duì)魚源鏈球菌的MIC,結(jié)果表明,原兒茶酸的MIC=2500μg/mL,綠原酸的MIC=6000μg/mL,因此后續(xù)試驗(yàn)中原兒茶酸和綠原酸的1/2MIC分別為1250和3000μg/mL。由表1可看出,各抗菌藥對(duì)魚源鏈球菌的MIC均很高,說明本研究選用的魚源鏈球菌對(duì)這些供試抗菌藥已產(chǎn)生耐藥性。
2.3原兒茶酸或綠原酸聯(lián)合各抗菌藥誘導(dǎo)魚源鏈球菌傳代的結(jié)果
由表2可看出,原兒茶酸與痢菌凈或克林沙星,綠原酸與阿米卡星或克林沙星聯(lián)合誘導(dǎo)魚源鏈球菌傳代后,抗菌藥對(duì)第一代菌株的MIC降低了200%或200%以上。原兒茶酸與磺胺間甲氧嘧啶鈉聯(lián)合誘導(dǎo)魚源鏈球菌傳代后,磺胺間甲氧嘧啶鈉對(duì)傳代獲得菌株的MIC無任何變化,始終保持在3200.00μg/mL;綠原酸與磺胺間甲氧嘧啶鈉聯(lián)合誘導(dǎo)魚源鏈球菌傳代后,磺胺間甲氧嘧啶鈉對(duì)第一代菌株的MIC反而增大,對(duì)第二、三代菌株的MIC仍保持在3200.00 μg/mL。其他藥物聯(lián)合誘導(dǎo)魚源鏈球菌傳代后,其抗菌藥對(duì)第一代菌株的MIC均降低了100%。可見,除磺胺間甲氧嘧啶鈉外,原兒茶酸或綠原酸與抗菌藥聯(lián)合誘導(dǎo)魚源鏈球菌傳代后,均可增強(qiáng)魚源鏈球菌對(duì)抗菌藥的敏感性,降低MIC。
2.4原兒茶酸或綠原酸與抗菌藥配伍的藥敏試驗(yàn)結(jié)果
由表3可知,原兒茶酸與痢菌凈和克林沙星配伍后的FICI≤0.500,與阿米卡星、粘菌素和磷霉素配伍后的FICI分別為0.750、0.516和0.516,與磺胺間甲氧嘧啶鈉配伍后的FICI為1.125;綠原酸與阿米卡星和克林沙星配伍后的FICI≤0.500,與痢菌凈、粘菌素和磷霉素配伍后的FICI分別為0.501、0.501和0.563,與磺胺間甲氧嘧啶鈉配伍后的FICI>2.000。依據(jù)FICI的判定標(biāo)準(zhǔn)可知,原兒茶酸與痢菌凈和克林沙星配伍后呈協(xié)同效應(yīng),與阿米卡星、粘菌素和磷霉素配伍后呈相加效應(yīng),與磺胺間甲氧嘧啶鈉配伍表現(xiàn)為無關(guān)效應(yīng);綠原酸與阿米卡星和克林沙星配伍呈協(xié)同效應(yīng),與痢菌凈、粘菌素和磷霉素配伍呈相加效應(yīng),與磺胺間甲氧嘧啶鈉配伍則呈拮抗效應(yīng)。
3討論
鏈球菌是危害水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的主要致病菌之一,可感染多種魚類,包括羅非魚、日本鲆、鰻魚和虹鱒等,同時(shí)能在不同種類的魚群間進(jìn)行交叉?zhèn)鞑?,甚至還會(huì)通過傷口感染人類(Lehane and Rawlin,2000;郭長明等,2017)。目前,廣西不同地區(qū)的羅非魚源鏈球菌均已產(chǎn)生不同程度的耐藥性,其中南寧地區(qū)無乳鏈球菌的耐藥率高達(dá)100%(呂小麗等,2017),其耐藥性的產(chǎn)生對(duì)該病的防治提出了更大挑戰(zhàn)。已有研究表明,原兒茶酸和綠原酸對(duì)多種細(xì)菌具有抑制作用(王宏軍等,2003;Liu et a1.,2005),但近年來的研究主要集中在抗炎、抗氧化、抗病毒方面,有關(guān)二者與抗菌藥配伍作用于細(xì)菌的研究鮮見報(bào)道。本課題組前期的研究表明,將中藥提取物與抗菌藥聯(lián)合使用可顯著降低抗菌藥的MIC,如救必應(yīng)水提物與阿莫西林聯(lián)合作用于產(chǎn)ESBLs細(xì)菌,阿莫西林的MIC從640.00 μg/mL降至80.00 μg/mL(宋劍武等,20 14);爬山虎水提液與氟苯尼考聯(lián)合作用于大腸桿菌后,氟苯尼考的MIc從500.00μg/mL降至3 1.25μg/mL(吳永繼等,2015);并通過研究其抑菌機(jī)理證實(shí),救必應(yīng)黃酮類提取物的加入可破壞大腸桿菌的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜,影響細(xì)菌蛋白和DNA的合成,從而加速細(xì)菌凋亡或死亡(劉增援,2016)。但關(guān)于單一植物成分抑菌作用靶點(diǎn)的研究尚處于起步階段,植物酚類成分的研究結(jié)果顯示,表倍兒茶素通過抑制細(xì)菌外排泵的作用而提高四環(huán)素的抑菌效果(Sudano eta1.,2004),槲皮素可抑制細(xì)菌拓?fù)洚悩?gòu)酶和蛋白激酶的活性(Shakrya et a1.,2011),綠原酸可破壞大腸桿菌的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜。
本研究將原兒茶酸和綠原酸分別與抗菌藥聯(lián)合作用于魚源鏈球菌,結(jié)果表明,除磺胺間甲氧嘧啶鈉外,原兒茶酸或綠原酸與抗菌藥聯(lián)合誘導(dǎo)魚源鏈球菌傳代后,均可增強(qiáng)魚源鏈球菌對(duì)抗菌藥的敏感性,降低MIC,其中,原兒茶酸與痢菌凈和克林沙星配伍呈協(xié)同效應(yīng),與阿米卡星、粘菌素和磷霉素配伍呈相加效應(yīng);綠原酸與阿米卡星和克林沙星配伍呈協(xié)同效應(yīng),與痢菌凈、粘菌素和磷霉素配伍呈相加效應(yīng)。原兒茶酸和綠原酸均屬于酚類化合物,鑒于二者結(jié)構(gòu)的相似性,故推測本研究中呈協(xié)同和相加效應(yīng)的表現(xiàn)是由于原兒茶酸、綠原酸與細(xì)胞壁合成抑制劑類、細(xì)胞膜合成抑制劑類、蛋白質(zhì)合成抑制劑類、DNA合成抑制劑類等抗菌藥有相同或相似的作用靶點(diǎn)。在本研究中,原兒茶酸與磺胺間甲氧嘧啶鈉配伍表現(xiàn)為無關(guān)效應(yīng),綠原酸與磺胺間甲氧嘧啶鈉配伍則呈拮抗效應(yīng),與Jayaraman等(2010)研究報(bào)道原兒茶酸與磺胺間甲氧嘧啶鈉聯(lián)合作用于綠膿桿菌時(shí)呈協(xié)同效應(yīng)的結(jié)論存在明顯差異。因此,有關(guān)原兒茶酸和綠原酸的抑菌機(jī)理及其與抗菌藥聯(lián)用的增效或拮抗機(jī)制有待進(jìn)一步探究證實(shí),旨在更好地完善中西藥配伍組合防治魚源鏈球菌病的綜合防控體系。
4結(jié)論
原兒茶酸與痢菌凈和克林沙星配伍呈協(xié)同效應(yīng),與阿米卡星、粘菌素和磷霉素配伍呈相加效應(yīng);綠原酸與阿米卡星和克林沙星配伍呈協(xié)同效應(yīng),與痢菌凈、粘菌素和磷霉素配伍呈相加效應(yīng)。即原兒茶酸或綠原酸與抗菌藥配伍后能增強(qiáng)大部分抗菌藥對(duì)魚源鏈球菌的抑菌活性,呈協(xié)同或相加作用,可在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。
(責(zé)任編輯 蘭宗寶)