植物中药抗细菌耐药性的研究进程范文

［摘要］抗生素的出现为感染性疾病的治疗和人类健康做出了巨大贡献。但是随着抗生素的广泛应用，尤其是不合理使用，使细菌对抗生素的耐药现象日趋严重。耐药菌的不断增加和扩散，严重威胁着人类健康。细菌耐药性问题已是一项亟待解决的全球性难题:常用抗生素对病原菌作用不断减弱，甚至出现了“超级细菌”;开发新的有抗菌活性的化学合成药物难度大、周期长。中药在我国已有几千年的历史，具有资源丰富，不良反应低，不易产生耐药性等优点，故从中药中开发新的抗菌和抗细菌耐药性药物越来越成为研究热点。作者就近年来植物中药抗细菌耐药性的研究做一个综述，包括了植物中药抗常见致病菌的耐药性研究报道、植物中药抗细菌耐药性的作用机制、影响植物中药抗细菌耐药性的因素和该领域的展望，希望能为从传统植物中药中筛选和开发抗菌药物的研究提供参考。

［关键词］中药;抗菌;细菌耐药性;抗菌活性

细菌耐药性是指细菌产生对抗菌药物不敏感的现象。随着抗生素的广泛应用，尤其是不合理使用，细菌耐药性已经成为全球关注的健康问题。中国既是抗生素生产大国又是使用大国。据2006～2007年度卫生部全国细菌耐药监测结果显示，全国医院抗菌药物年使用率高达74%，而美国等发达国家使用率只达到22%～25%。另据1995～2007年疾病分类调查，中国感染性疾病占全部疾病总发病数的49%，其中细菌感染性疾病占全部疾病的18%～21%，也就是说80%以上属于滥用抗生素。而抗生素的滥用不仅在人身上，在动物上也是同样情况，中国每年要消耗掉大约6千吨抗生素用于喂养牲畜。当人们宰杀牲畜食用时，残留的抗生素仍会转移到人身上，这使抗生素耐药的情况变得更加严重。一方面，常用抗生素对病原菌作用不断减弱，另一方面，开发新的有抗菌活性的化学合成药物难度大、周期长［1-4］。因此，研究者们把关注点投向了资源丰富、安全性高、毒副作用小、且不易产生耐药性的中药，希望能从中找到解决细菌耐药性问题的新途径或新思路。历年已有不少关于中药抗菌的综述文章，因此作者聚焦于植物中药抗细菌耐药性的研究，总结了该领域近几年的研究进展(表1)，并针对研究现状提出展望，希望能为从传统植物中药中筛选和开发抗菌药物的研究提供参考。

1植物中药抗常见致病菌的耐药性研究

通常具有清热解毒功效的植物中药在体外有一定的抗菌作用。某些解表药、清热药、泻下药、利水渗湿药、补虚药、止咳药、开窍药、收敛药、消食药和外用药等也有抗菌报道。植物中药的抗菌范围和抗菌程度各有不同，如麦冬、射干、艾叶、桔梗和侧柏叶以抗革兰阳性菌为主;白头翁、秦皮、马齿苋、桑叶等以抗革兰阴性菌为主［5］。

1.1植物中药抗金黄色葡萄球菌的耐药王国俊等［6］研究中药在左氧氟沙星对金黄色葡萄球菌耐药突变选择窗上的影响，研究发现双黄连注射剂与左氧氟沙星联用后可缩小左氧氟沙星对金黄色葡萄球菌的耐药突变选择窗，从而降低金黄色葡萄球菌对左氧氟沙星的耐药性。高咏涵等［7］通过研究环丙沙星分别联合中药五倍子、黄柏和地榆对金黄色葡萄球菌突变选择窗的影响，研究发现，环丙沙星与五倍子、黄柏和地榆联用，可以明显降低各自单独用药对金黄色葡萄球菌的防耐药变异浓度，其中联合黄柏降低其防耐药变异浓度幅度最大，耐药突变选择窗缩小效果最好。王秋红等［8］发现线叶菊对耐药金黄色葡萄球菌具有抑制作用，且最低抑菌浓度(minimuminhibitoryconcentration，MIC)达到0.43g•L－1，初步的机制研究发现线叶菊通过破坏细菌的细胞壁到达抗耐药菌作用。刘秀玮等［9］研究发现中药复方制剂———麻鱼石黄汤可以治疗金黄色葡萄球菌的感染，不论是否为耐药菌株，均可取得良好效果，并可避免替考拉宁引起的不良反应及长期用药引起的毒副作用或耐药性。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistantStaphylococcusaureus，MRSA)是临床上常见的毒性较强的细菌。大量文献表明，MRSA的耐药机制主要是通过大量表达特殊耐药蛋白—青霉素结合蛋白2a(PBP2a)，能够补充或代偿被抗菌药物抑制的PBP2的转肽酶功能，从而继续维持细菌细胞壁合成产生耐药;产生β-内酰胺酶，促进β-内酰胺酶类抗生素的水解;减少药物积聚;还可通过改变抗生素的作用靶点、表达修饰酶和过表达药物靶蛋白产生耐药［10-15］。而有学者通过研究大黄素对MRSA体内、外抗菌作用及机制研究得出，大黄素具有显著的体内、外抗MRSA作用，且不易诱导MRSA产生耐药性［16-18］。此外，刘明的研究还表明，大黄素抗MRSA作用与其降低细胞膜流动性、破坏细胞膜完整性有关，而与其影响细胞壁合成与水解相关基因表达，PBP2a，β-内酰胺酶和药物积聚无关。王禹等［19］研究发现MRSA经五倍子、绿茶、防风、丹皮、黄芩、浙贝的含药血清处理后均能恢复了对β-内酰胺酶胺类抗生素的敏感性，推测其可能通过作用于mecA，femA或其调控因素，影响耐药基因的表达程度，使PBP2a产生减少或消除，从而达到耐药性逆转的作用。邹丹等［20］发现鹰嘴豆芽素A本身无抑菌活性，但鹰嘴豆芽素A和环丙沙星联合作用后，能使MRSA41577对环丙沙星的敏感性显著提高，其作用机制是通过降低MRSA41577菌体内norA基因的表达量，进而减少norA蛋白的表达量，来抑制MRSA41577对环丙沙星等药物的排出而恢复其对药物的敏感性。Hatano等［21］的研究结果显示茶叶中的表没食子儿茶酸酯(EGCG)具有抑制MRSA对抗生素耐受的作用。

1.2植物中药抗铜绿假单胞菌耐药赵弘毅［22］研究发现，五倍子对铜绿假单胞菌耐药质粒的转移具有消除作用。苗强等［23］研究了白头翁提取液对铜绿假单胞菌R质粒的消除作用，结果显示经过白头翁处理的细菌，R质粒消除率明显高于由十二烷基磺酸钠处理的对照组，表明中药具有很好的耐药质粒消除作用。该研究比较了中药在体内体外的消除效果，发现中药在体内对于R质粒的消除作用明显要比体外强。蓝锴等［24］用发现，鱼腥草、夏枯草、黄芩在体外对多重耐药铜绿假单胞菌有抑制作用，MIC分别为0.0556，0.0483，0.0158g•L－1。方颖等［25］研究，1/16MIC的双黄连注射液单独或与1/4MIC加替沙星联合作用后可减少生物膜内细菌的数量，两药合用具有明显的协同作用。林小静等［26］研究14种中药水提物对铜绿假单胞菌的野生菌株和耐药菌株的体外抑菌作用，研究结果显示，以黄芩为代表的中药水提物对铜绿假单胞菌具有显著的抑菌作用，特别是对耐药菌株抑菌作用显著。

1.3植物中药抗大肠埃希菌耐药李延鸿等［27］用黄芩、盐酸小檗碱等中药对比了中药单方与复方对大肠埃希菌质粒的消除作用，发现中药的加入会消除耐药R质粒，而且使用复方中药的效果明显比使用单方的好。林树乾等［28］研究发现五味子水煎液、五味子醇提物对耐环丙沙星大肠埃希氏菌株有一定的耐药消除作用。有研究者发现使用三黄汤、黄连解毒汤和五味消毒饮3种方剂研究表明对大肠埃希菌的耐药性具有逆转作用［29-30］。其机制是通过抑制超广谱β-内酰胺酶(extendedspectrumbeta-lactamases，ESBLs)的活性和减少产量达到逆转大肠埃希菌耐药性。雷云［31］研究了清开灵和双黄连对于耐药大肠埃希菌的β-内酰胺酶活性的抑制作用。结果显示，当两种中药加入后，细菌的质粒图谱丢失了一条质粒带，此外，宁官保等［32］在研究中药对20种鸡源大肠埃希菌耐药性时也发现有相同发现，黄连和双黄连能使大肠埃希菌质粒图谱的2条质粒带丢失。质粒图谱中质粒带的丢失说明这些中药能使细菌的酶活性降低，是其不易产生灭活酶或钝化酶，进而达到抗耐药性的效果。刘俊等［33］研究发现镰刀菌酸为头花蓼内生真菌Gibberellaintermedia抗耐药菌主要活性成分，它对多重耐药大肠埃希菌、奇异变形杆菌和金黄色葡萄球菌具有逆转耐药性作用。

1.4植物中药抗鲍曼不动杆菌耐药赵娜等［34］采用k-B法对耐药性鲍曼不动杆菌做了体外研究，发现黄连和黄芩对耐药性鲍曼不动杆菌仍具有很强的抗菌作用，这就说明黄连和黄芩可以解除鲍曼不动杆菌的耐药。主动外排机制是鲍曼不动杆菌对四环素和氯霉素耐药的一种重要机制，翁幸鐾等［35］发现在2万g•L－1的浓度下，黄芩和连翘等10种单味中药对氯霉素和四环素没有外排抑制作用。这说明中药可以抑制鲍曼不动杆菌主动外排，从而达到抗耐药性作用。覃艳春等［36］黄连和木蝴蝶、马蹄金水提液和醇提液对多重耐药性鲍曼不动杆菌有明显的抗菌作用。刘晓庆［37］发现多重耐药菌(multi-drugresistance，MDR)质粒上广泛携带氨基糖苷类修饰酶基因、和甲基化酶基因、可能是多重耐药的主要机制之一，用五倍子的乙醇提取物对多重耐药菌抑菌效果明显甚至可逆转其多重耐药性。此外，研究者们通过研究中药复方制剂在鲍曼不动杆菌的耐药性研究也有显著发现。蔡燕等［38］研究表明复方鱼腥草能抑制多种耐药菌株的生长，这说明复方鱼腥草可作为抗鲍曼不动杆菌感染的潜在药物。戚淑娟等［39］运用通腑泄肺方进行体外抑菌情况研究，结果显示，通腑泄肺方含药血清的中高剂量组有体外抑菌作用，能增强原本耐药的抗菌药物的敏感性，从而达到抗耐药菌的作用。张怡敏［40］通过研究常见十种中药和中药复方制剂，发现中药和中药复方制剂对多重耐药鲍曼不动杆菌具有抗菌作用，这说明中药和中药复方制剂可以减弱或者逆转鲍曼不动杆菌的多重耐药性。

2植物中药抗细菌耐药性的机制植物中药抗菌作用机制的研究

主要是仿照西医药理学思路，提取分离出中药中的有效成分，以有效成分为基础来研究其抗菌的作用机制。其主要的抗菌机制有:

2.1影响细菌生物膜通透性，起到直接杀灭细菌的作用张慧芸等［41］发现丁香提取物主要通过破坏细菌的细胞膜起到杀菌作用，陈章宝［42］发现掌叶竭子草中香草酸能抑制金黄色葡萄球菌生物被膜的形成，并能部分破坏己形成的生物被膜，增强对金黄色葡萄球菌的抗菌能力。孙峋等［43］研究发现迷迭香酸可改变细菌细胞膜的通透性，导致还原糖和蛋白质的渗漏而影响细胞代谢，通过抑制DNA聚合酶的活性而影响DNA复制，从而发挥抑菌作用。谢林利［44］等人采用倍比稀释法研究黄芩苷、黄芩素对铜绿假单胞菌生长的影响，发现黄芩苷和黄芩素对细菌膜的形成有明显的抑制作用，从而抑制细菌的黏附性和生长。

2.2抑制蛋白质和核酸的合成，干扰细菌的代谢过程刘永松等［45］运用了多种生化检测方法来跟踪和检测细菌对糖和蛋白质代谢，发现百蕊草素能够显著抑制金黄色葡萄球菌对葡萄糖和蛋白质的代谢，这就提示百蕊草素是通过改变细菌的代谢机制，破坏或抑制了其对周围物质选择性通透性，干扰或破坏金黄色葡萄球菌内氧化还原状态，从而影响其新陈代谢来达到抗菌作用。江震献等［46］通过研究蝎子草醇提浸膏对菌体生长曲线、菌体可溶性蛋白的表达和菌体核酸合成等方面来探讨其抗菌机制，研究发现，蝎子草抗菌机制可能通过抑制菌体可溶性蛋白的表达和菌体核酸的合成等方面来实现抑制金黄色葡萄球菌的生长。此外，刘晓军等［47］发现构树叶提取物主要通过抑制金黄色葡萄球菌蛋白质合成来发挥其抑菌效果。钱丽红等［48］发现茶多酚可以阻碍细菌蛋白质的正常表达，使其影响细菌内部的结构组成以及酶的催化活性，最终导致细菌正常生理功能丧失，起到抗菌的作用。

2.3抑制细菌代谢过程所需酶的活性总黄酮具有抗菌作用［49］，曾春晖等［50］发现广西总黄酮可能通过降低细菌表面疏水性、增加细菌通透性使细菌细胞壁形态发生缺失或异常，并通过抑制细菌脱氢酶活性，削弱甚至终止细菌的新陈代谢来发挥抗菌作用。云宝仪等［51］对黄芩素的抑菌活性机制做了初步研究，结果显示，黄芩素能抑制三羧酸循环中的琥珀酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶的活性，其抑制率分别可达到56.2%和57.4%。此外，黄芩素还能抑制DNA拓扑异构酶I和DNA拓扑异构酶Ⅱ的活性，当黄芩素的浓度为0.2mmol•L－1时，DNA拓扑异构酶I和DNA拓扑异构酶Ⅱ的活性可被完全被抑制。当两种酶的合成受到抑制时，会导致核酸的合成受阻，最终达到抑菌的作用。植物中药对多种耐药菌有抗菌或者增敏作用，其作用机制除了以上对常规菌的作用机制外，还包括:①中药抑制细菌的主动外排系统来产生抗耐药性的作用，②中药能通过消除耐药质粒来达到抗耐药性的效果［52］。此外，研究发现，细菌对中药、尤其是中药复合制剂不易产生耐药性，这可能因为中药复合制剂配伍时能在多靶点多水平多途径发挥抗菌或增敏的作用。在中医理论指导下进行辨证论治，随证加减，这个过程可能对耐药菌有增敏或逆转作用，恢复对药物的敏感性。

3影响植物中药抗菌活性的因素

中药因所含的活性成分受生长地域、不同季节、植物不同部位、不同提取方法的影响，因此，不同的提取方式、药物部位和配伍方式都会对中药抗菌活性造成的影响。

3.1不同药物配伍原则的影响根据中医五行原则，药效相似的中药能起协同作用增加其抑菌效果。如麻黄和桂枝。从王文花等［53］对5种中草药体外抗白色念珠菌的实验研究，可以看出黄连、黄柏和黄芩单药提取液对白色念珠菌有较强的抑菌效果。在配伍药物中，黄连配伍其他药物的药物组均显示出了一定的抑菌效果。其中以黄连+知母、黄连+黄柏这两个药物组抑菌效果最强。此外，李芳等［54］发现艾叶+黄芩、艾叶+蒲公英配伍比单味药使用的抑菌效果好，其中艾叶黄芩配伍制剂对乙型溶血性链球菌抑菌效果最好，MIC达到0.01563g•L－1。朱文娟等［55］先测定白花蛇舌草、金钱草、丹参和甘草各抑菌中药材的抑菌性，再将这几种中药材进行配伍，结果发现4种抑菌中药材配伍后，对细菌、霉菌和酵母菌抑菌作用有明显的协同效应。白花蛇舌草、金钱草、丹参和甘草配伍后，对细菌和霉菌抑菌的总体效果相当于几种药材中抑菌性最强药材的抑菌效果，而对酵母菌的总体抑菌作用，达到抑菌性最强药材抑菌效果的2倍。杨红文等［56］通过研究蒲公英、黄芩等8种常见中草药的4种配伍的体外抑菌性能及联合抑菌关系，发现各配伍对选定病原菌均有较强抑菌效果，以(黄柏+蒲公英+黄芪+乌梅)配伍抑菌效果最好，对大肠埃希菌、副伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌MIC分别达6.25%，3.13%，6.25%和3.13%。反之，药效相反的中药则会损坏其原有的药效甚至产生毒性，如甘草和藜芦配伍会产生剧烈的毒性作用，人参和莱菔子配伍会使人参的药效减弱。

3.2不同的提取方式的影响中药由于本身的特殊性，用不同的提取方式和不同的有机溶剂提取出的提取物显示出的抗菌活性也各不相同，丁艳娇等［57］做的体外抑菌试验表明，用乙醇热提和冷提的箭根薯热提取物抗耐药菌活性明显高于冷提。此外，也有文献报道用不同方法提取中药有效成分的抑菌效果比较发现，醇提法最优，其次为超声波提取法，水提法最差［58］。采用醇提法提取的中药提取物普遍比水提法提取的抑菌效果好，这可能是醇提法和超声法能使中药有效成分更好溶出。采用不同的有机溶剂提取的中药抑菌效果也会不同，谢俊杰等［59］用乙酸乙酯、正丁醇、水提法提取粗糠柴，发现乙酸乙酯层、正丁醇层和水层对铜绿假单胞菌及其耐药菌有较好的抑菌活性，尤以乙酸乙酯层活性最好，而粗糠柴的石油醚层没有活性。刘计权等［60］绵马贯众粗提物用不同有机溶剂萃取出的萃取物对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌等供试菌活性不同，其中以三氯甲烷萃取部位和乙酸乙酯萃取部位的抑菌活性较大，水萃取部位的抑菌活性最小。而叶莉等［61］研究发现大蓟正丁醇提取物对革兰阴性菌有抑菌作用，但大蓟水提取物、乙酸乙酯提取物却无抑菌作用。此外，同种中药的不同部位提取出的有效成分对抗菌也有影响。Rattanachuikunsopon等［62］人将芫荽的根茎叶挥发油分别提取出来做抗菌对比，结果发现，根茎叶挥发油对大肠埃希菌和变型链球菌均有抗菌活性，但根提取物活性最好，茎叶的次之。杨宏博等［63］发现黄连同一提取部分对不同菌有不同抑制作用，且抑制顺序均为金黄色葡萄球菌＞志贺氏痢疾杆菌＞大肠埃希菌。

4植物中药抗细菌耐药性的展望

随着抗生素的广泛使用甚至滥用，人类健康越来越面临着耐药菌的威胁。一方面，常用抗生素对病原菌作用不断减弱，另一方面，开发新的有抗菌活性的化学合成药物难度大、周期长。因此，研究者们把更多的注意力转向了我国已有几千年历史的瑰宝--中药。我国中药品种繁多，植物中药资源尤其丰富，利用植物中药及其有效成分来控制细菌感染及抗细菌耐药性的应用前景广阔。从植物中药研究和开发抗菌、尤其是抗耐药菌药物时，对中药的配伍和中药复方制剂的研究是一个重点。这是因为中药中的一些有效成分可以相互协同，能更好地增效杀菌。此外，细菌产生耐药性机制多样。多种中药的配伍和中药复方制剂中每种药物的有效成分和抗菌机制不一样，可以多靶点多水平多层次起作用，共同抑制耐药细菌的存活和生长。其次，植物中药的提取工艺也非常关键，采用不同的提取方法对有效成分不一样，对抑菌活性各有不同。因此，笔者只有改进提取工艺，把植物中药中的有效成分充分提取出来，更好地利用中药资源，到达抗菌、尤其是抗耐药菌的作用。此外，植物中药在抗菌领域的广泛应用，前提是需要加强植物中药的基础研究，加强植物中药及其有效成分抗菌作用机制研究，尤其是加强对中药方剂中各成分配伍使用后增效减毒的作用机制研究，为其深入广泛应用提供理论基础。应用现代技术从中药中分离有效成分、科学组方，研制新剂型，创制新工艺，开发出优质、高效、安全、稳定的防治细菌性及抗耐药性的中药方剂。相信在不久的将来，中药抗菌、尤其抗耐药菌的研究将更深入、更成熟。

作者：黄梅1；2；谭余庆1；罗俊2；沈建英1 单位：1.中国中医科学院中药研究所，2.贵州医科大学基础医学院