金黃色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus, SA) 是革蘭陽性菌中最重要的致病菌之一[1], 國內外對SA感染主要采用抗生素治療, 但SA對抗生素極易產生耐藥, 所致感染不僅治療難度大、病死率高, 而且有逐年增加的趨勢。國內外學者研究發現一些中草藥及復方中藥制劑均有較好的抗SA作用, 在用于治療SA引起的疾病方面有良好的應用前景[2]。
蓼科植物在全世界約40屬800種, 我國有11屬180多種, 如常用的中藥材何首烏、虎杖、大黃和萹蓄等都屬于蓼科植物。近年來研究發現蓼科植物具有抗微生物、抗氧化、抗腫瘤和降血糖等多種生物活性[3~5]。
本文對蓼科植物抗金黃色葡萄球菌的研究進行綜述, 闡明蓼科植物在金黃色葡萄球菌感染中的應用潛能和發展趨勢。
1 金黃色葡萄球菌的臨床分布與耐藥性分析
據報道在4262株醫院感染病原菌中, 位列前5位的病原菌分別是銅綠假單胞菌 (24.3%) 、鮑氏不動桿菌 (10.9%) 、肺炎克雷伯菌 (10.4%) 、大腸埃希菌 (8.9%) 、金黃色葡萄球菌 (8.0%) [6]。在對金黃色葡萄球菌的臨床分布分析中發現, 分離的金黃色葡萄球菌主要來源于痰43.1%、皮膚及軟組織膿液34.4%、尿液12.4%、傷口分泌物5.8%、血液4.3%[7]。同時發現金黃色葡萄球菌在臨床上主要見于呼吸道感染。在病區分布上, 神經科 (含內、外科室) 和ICU分布最多, 分別為34.9%和20.5%[8]?？梢娊瘘S色葡萄球菌在臨床感染率較高, 是臨床感染的主要致病菌, 并主要見于呼吸道感染。
近年來, 金黃色葡萄球菌耐藥性逐年增加, 尤其是耐甲氧西林金黃色葡萄球菌 (MRSA) 和對β-內酰胺類及其他多種抗菌藥物耐藥。劉蘭芳[9]等對260株金黃色葡萄球菌的耐藥性分析發現:260株金黃色葡萄球菌中, 產β-內酰胺酶的有252株, 占97%;M R S A l 6 8株, 占6 4.6%, 所有M R S A都產β-內酰胺酶, MSSA有8株不產β-內酰胺酶[10]。
可見金黃色葡萄球菌 (SA) 作為化膿性感染最常見的病原菌之一, 是臨床標本分離細菌中的主要致病菌和院內感染的主要致病菌。特別是耐甲氧西林金黃色葡萄球菌 (MRSA) 分離率的增高和β-內酰胺酶陽性SA (ESBLs-SA) 分離率的增高, 使感染控制形勢嚴峻。
2 蓼科抗金黃色葡萄球菌的概況
具有抗金黃色葡萄球菌的蓼科植物有蓼屬植物何首烏、虎杖、杠板歸、拳參、抱莖花蓼和太白蓼等;還有藥用大黃、掌葉大黃、R.nervosus和R.abyssinicus等大黃屬的植物及酸模屬植物。蓼科植物大多具有清熱解毒、散結消腫等功效, 這與蓼科植物具有抗菌殺毒作用息息相關, 蓼科植物具有抗金黃色葡萄球菌的主要化學成分為蒽醌衍生物和二苯乙烯苷類及揮發油成分。
2.1 何首烏抗金黃色葡萄球菌活性
何首烏主要含蒽醌衍生物和二苯乙烯苷類化合物, 對何首烏的抗菌作用研究發現, 何首烏不同炮制品水煎液對多種細菌均有不同程度的抑制作用, 其中生首烏水煎液抗金黃色葡萄球菌作用均強于炮制品[11]。此外何首烏乙醇提取物對M R S A和S A具有很好的抑菌效果 (M I C為1.34mg/mL和1.21mg/mL) [12]。
2.2 虎杖抗金黃色葡萄球菌活性
虎杖臨床用于治療濕熱黃疸、肺熱咳嗽、瘡癰腫毒、關節痹痛等?；⒄戎芯哂性S多抗金黃色葡萄球菌的化學成分, 主要成分也是蒽醌和二苯乙烯苷類。Kim報道虎杖葉的揮發油具有很好的抗金黃色葡萄球菌活性, 并考察了不同提取時間和pH值條件下得到的揮發油的抗菌效果, 發現提取時間為1.5h, pH為4.5得到的揮發油 (主要成分為2-己烯醛) 抗金黃色葡萄球菌效果最好[13]。在虎杖所含成分中, 大黃素對金黃色葡萄球菌的最小抑菌量為2.35μg[14]。ShanB等報道虎杖根提取物對金黃色葡萄球菌的MIC為312.5μg/mL, MBC為1250μg/m L, 主要抗菌成分虎杖苷的M I C為3 1 2.5μg/m L, M B C為6 2 5μg/m L, 白藜蘆醇的M I C為3 1 2.5μg/m L, M B C為6 2 5μg/m L, 大黃素的MIC為3 1 2.5μg/mL, MBC為1250μg/mL, 大黃素甲醚的MIC為625μg/mL, MBC為1250μg/mL[15]。
2.3 拳參抗金黃色葡萄球菌活性
對拳參的抗菌作用研究發現, 拳參提取物對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌有顯著的抑菌作用, 隨著拳參提取物濃度的增加, 其對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌作用增強, 呈一定的劑量依賴性[16]。拳參5種不同溶劑提取物及4種單體化合物的均具有一定的體外抑菌活性, 拳參的乙醇、石油醚、乙酸乙酯、正丁醇和水提取物對金黃色葡萄球菌的MIC分別為<1.56mg/mL、3.12m g/m L、<1.5 6 m g/m L、3.1 2 m g/m L和12.50mg/mL, bistortaside (拳參苷) 、g a l l i c a c i d (沒食子酸) 、m u r u r i n A和bistortone對金黃色葡萄球菌的MIC為<0.03mg/mL、<0.52mg/mL、2.56mg/mL和>8.53mg/mL。其中乙醇和乙酸乙酯提取物抑菌活性最強, 單體中拳參苷的抑菌性最強[17]。
2.4 杠板歸抗金黃色葡萄球菌活性
采用紙片法和試管法對杠板歸水提取液進行體外抗菌作用試驗。結果表明, 杠板歸水提取液對金黃色葡萄球菌的具有一定的抑菌作用, 抑菌圈直徑為 (21.86±0.83) mm, MIC為31mg/mL, MBC為31mg/mL[18]。黃鶴飛等則采用試管二倍稀釋法評價了杠板歸乙醇總提取物、乙酸乙酯部位和正丁醇部位的抑菌作用, 發現杠板歸各提取物部位對金黃色葡萄球菌的MIC均為70mg/mL, MBC為490mg/mL、120mg/mL和490mg/mL[19]。
2.5 抱莖花蓼抗金黃色葡萄球菌活性
田光輝等對抱莖花蓼的花和全草的揮發性成分進行分析, 并采用微量二倍連續梯度稀釋法測定M I C, 平板轉種法測定MBC對其抗菌活性進行研究, 發現抱莖花蓼全草揮發油對金黃色葡萄球菌的MIC為4.68μL/m L, M B C為6.2 5μL/m L, 抱莖花蓼花揮發油對金黃色葡萄球菌的MIC為3.88μL/mL, MBC為5.26μL/mL[20,21]。
2.6 太白蓼抗金黃色葡萄球菌活性
研究發現太白蓼的揮發油具有抗菌作用, 其中對金黃色葡萄球菌的MIC為1.67mg/mL[22]。用瓊脂擴散和試管稀釋法進行抑菌試驗, 結果太白蓼乙酸乙酯部位 (PTKE) 對金黃色葡萄球菌的M B C為2 5 m g/m L, 而P T K E的分離物E A對金黃色葡萄球菌的M B C為2.5 m g/m L, E B對金黃色葡萄球菌的M B C為1.2 5 m g/m L, E C對金黃色葡萄球菌的MBC為2.5mg/mL[23]。
2.7 大黃屬植物抗金黃色葡萄球菌活性
大黃屬也是蓼科植物的藥用大屬, 大黃屬植物主要含蒽醌衍生物。在對大黃的抗菌作用研究中[24~27], 包括對大黃中所含的蒽醌衍生物的抗菌效價進行了研究, 對金黃色葡萄球菌含氮化合物代謝的影響和對金黃色葡萄球菌呼吸的影響兩個方面對其抗菌機制進行研究, 對蒽醌衍生物的穩定性、抗菌性質和某些化合物對其抑菌作用的拮抗作用研究。結果顯示大黃酸的MIC為25μg/mL, 大黃素的MIC為12.5μg/mL, 蘆薈大黃素的MIC為6.25μg/mL。大黃酸和大黃素對金黃色葡萄球菌RNA、DNA、核酸及蛋白質的合成都具有很強的抑制作用, 并且有平行的關系。而大黃素對金黃色葡萄球菌在培養基中的呼吸與氨基酸和糖代榭中簡產物的氧化和脫氫都有很強的抑制作用。從大黃屬植物Rheum emodi根中分離得到的4個新化合物:revandchinone-1、revandchinone-2、revandchinone-3、revandchinone-4, 及4個已知化合物大黃酚、大黃素甲醚、大黃素和β-細辛醚, 發現化合物revandchinone-1、revandchinone-3和revandchinone-4具有抗金黃色葡萄球菌活性, 當樣品量為100μg時抑菌圈大小分別為8mm、9mm和14mm[28]。Yang等對掌葉大黃的乙醇提取物和4種抗生素的聯合抗菌活性進行研究, 發現掌葉大黃和青霉素、慶大霉素、環丙沙星和頭孢曲松聯合應用能提高其對MRSA和標準菌株ATCC25923金黃色葡萄球菌的抗菌效果[29]。此外, 從藥用大黃中分離得到5個羥基蒽醌類成分對金黃色葡萄球菌的生長具有抑制作用, 它們的IC50值分別為大黃素4μg/mL, 大黃酸3.5μg/m L, 蘆薈大黃素1 0μg/m L, 大黃酚1000μg/mL, 大黃素甲醚1600μg/mL[30]。體外抑菌活性研究表明, 光莖大黃揮發油對金黃色葡萄球菌有較強的抑制作用[31]。
2.8 其他蓼科植物抗金黃色葡萄球菌活性
除上述的蓼科植物外, 金蕎麥[32]、赤脛散[33]、毛脈蓼[34]、珠芽蓼[35]等植物對金黃色葡萄球菌也具有抑制作用。
3 結語
蓼科植物在世界分布廣泛, 具有豐富的生理活性, 大量數據顯示蓼科植物具有很好的抗菌活性, 蓼科植物抗金黃色葡萄球菌的主要活性成分存在于蓼屬、大黃屬和酸模屬植物中, 其中大黃屬和酸模屬的主要抗菌活性成分為蒽醌衍生物, 此外發現, 在蓼科植物抗金黃色葡萄球菌的研究中, 只針對一般的敏感性金黃色葡萄球菌進行研究, 針對MRSA和ESBLs-SA的研究較少, 因此, 從蓼科植物篩選具有顯著抗金黃色葡萄球菌的活性成分, 特別是抗MRSA和ESBLs-SA的活性成分具有非常重要的意義。
摘要：金黃色葡萄球菌是危害人類健康最重要的致病菌, 文獻相繼報道了蓼科植物多種抗金黃色葡萄球菌的活性成分, 本文首先論述了金黃色葡萄球菌在臨床上的分布情況, 隨后綜述了蓼科植物抗金黃色葡萄球菌的研究現狀, 為從植物中提取抗金黃色葡萄球菌提供參考依據。
關鍵詞：金黃色葡萄球菌,蓼科植物,甲氧西林耐藥,β-內酰胺酶
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