微量法篩選黃芪提取液聯(lián)合左氧氟沙星體外有效抑菌濃度的研究

常凱，江忠勇，曲遠青，向禮恩，熊怡淞，王艷艷，鄧菊慧，熊杰,*

（1 中國人民解放軍西部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院檢驗科，成都 610083；2 四川省組織修復材料工程技術協(xié)同創(chuàng)新中心，南充 637002）

中藥黃芪[Astragalus membranaceus(Fisch.) Bunge, Am]為扶正固本的常用中藥，藥用黃芪為豆科多年生的膜夾黃芪和蒙古黃芪的干燥根，別名綿芪或綿黃芪[1]。味甘性溫，入脾肺二經(jīng)，有補氣升陽、托毒排膿、固表止汗、生肌和利水消腫等功效。黃芪的根中主要成分為黃芪甲苷、黃芪多糖、槲皮素、異鼠李素和氨基酸等。而且富含銅、鋅、鐵、硒等微量元素[2]。臨床常在心血管、免疫、抗癌、抗衰老、血液、肝臟、腎臟等疾病的防治中具有重要作用。近年來研究發(fā)現(xiàn)，黃芪不僅具有保護心肌，調(diào)節(jié)免疫功能，雙向調(diào)節(jié)血糖和抗衰老等作用，同時還具有一定的抗腫瘤與抑菌作用[3]。

左氧氟沙星(levofloxacin, LEV)屬于第三代氟喹諾酮類藥物，為臨床廣譜抗菌藥中具有重要地位。其作用機制通過抑制細菌DNA解旋酶活性，從而抑制細菌DNA復制與合成[4]。對革蘭陽性菌、革蘭陰性菌、衣原體和支原體等均有較強且持久的抗菌作用。由于其抗菌活性強于氧氟沙星，且生物利用度高、組織穿透性強，因而被廣泛應用于敏感菌所致的呼吸、泌尿系及皮膚組織感染[5]。隨著左氧氟沙星在臨床中的頻次增加，各種不良反應的報道也日益增多。其主要表現(xiàn)形式有胃腸道反應、過敏反應、中樞神經(jīng)系統(tǒng)不良反應和神經(jīng)肌肉病變等[6]。

本實驗室已有研究表明，低劑量黃芪提取液能通過增加細菌細胞膜通透性，促使增大細胞內(nèi)左氧氟沙星的有效濃度，從而提高抑菌效果[7]。為了在降低藥物副作用風險的同時增強藥物活性，故本研究擬初步篩選出常見致病菌抑菌譜及其最佳抑菌濃度，為強效表皮抗感染藥物的研發(fā)奠定理論基礎。

1 材料與方法：

1.1 藥品與菌株的制備

左氧氟沙星(每片，0.5g)購于第一三共制藥(北京)有限公司。黃芪藥材購自中國甘肅省定西市岷縣，經(jīng)西南大學-西藏農(nóng)牧學院藥用植物聯(lián)合研發(fā)中心向禮恩博士鑒定為蒙古黃芪[Astragalus membranaceus(Fish.)Bge. var. mongholicus (Bge.) Hsiao]。稱取中藥黃芪120.00g，加水1000g，煎煮1h，重復1次，合并水煎液，濃縮成含生藥1.5g/mL，醇沉，邊加邊搖勻，低溫靜置24h；濾過，懸蒸回收乙醇，濃縮至生藥2.0g/mL，調(diào)節(jié)pH值至7.5，煮沸濾過，加入0.125%活性炭，濾過濃縮至含生藥2.0g/mL，低溫保存，備用[7-8]。

實驗菌株為臨床常見致病菌標準菌株：大腸埃希菌 (ATCC25922)；金黃色葡萄球菌(ATCC29213)；銅綠假單胞菌(ATCC27853)；化膿性鏈球菌(ATCC19615)；鮑曼不動桿菌(ATCC19606)；變形桿菌(ATCC33420)；糞腸球菌(ATCC19433)；肺炎克雷伯菌(ATCC700603)；菌株均來源于美國微生物菌株保藏中心，保存于西部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院檢驗科細胞分子室。

1.2 協(xié)同效應評價

分別檢測黃芪提取液單獨和聯(lián)合用藥時對8種臨床常見菌的MIC，以及左氧氟沙星單獨和聯(lián)合用藥時對8種臨床常見菌的MIC。分別計算8種常見菌各自的FIC指數(shù)(FIC=A藥聯(lián)合時的MIC/A藥單獨時的MIC+B藥聯(lián)合時的MIC/B藥單獨時的MIC)，F(xiàn)IC指數(shù)＜0.5表明具有協(xié)同效應，F(xiàn)IC指數(shù)=0.5～1表面具有相加效應[9]。

1.3 微量法抑菌濃度篩選

配置M-H液體培養(yǎng)基，分別接種大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、化膿性鏈球菌(M-H培養(yǎng)基加入5%脫纖維羊血)等8種臨床常見標準菌株，分裝于無菌96孔反應板內(nèi)，使菌液濃度均為1.0×105CFU/mL。應用倍比稀釋方法配置不同濃度配比的黃芪提取液和左氧氟沙星混合液加入對應的反應孔中，終濃度如表1所示，置于37℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)18h(化膿性鏈球菌置于37℃ 5% CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)20h)后，應用酶標儀檢測各反應孔OD600吸光度，分析最佳藥物配比濃度[10-11]。

2 結果

2.1 黃芪提取液與左氧氟沙星的協(xié)同效應

表1 各反應孔藥物濃度配比分布(左氧氟沙星+黃芪提取液，μg/mL)

分別檢測黃芪提取液單獨和聯(lián)合用藥時對8種臨床常見菌的MIC，以及左氧氟沙星單獨和聯(lián)合用藥時對8種臨床常見菌的MIC。分別計算8種常見菌各自的FIC指數(shù)(FIC=A藥聯(lián)合時的MIC/A藥單獨時的MIC+B藥聯(lián)合時的MIC/B藥單獨時的MIC)。結果如表2所示，在8種臨床常見菌中，黃芪提取液聯(lián)合左氧氟沙星在體外抑菌試驗中均表現(xiàn)出明顯的協(xié)同效應(FIC＜0.5)和相加效應(FIC=0.5～1)。

2.2 黃芪提取液與左氧氟沙星的MIC篩選

應用酶標儀檢測OD600的吸光度，結果如圖1所示。每個菌種熱圖中的橫縱坐標分別對應表1坐標，即各培養(yǎng)孔藥物濃度與表1一致。檢測各培養(yǎng)孔在600nm波長處的吸光值，應用軟件設置6個吸光值梯度(分別為≤0.08；0.01～0.12；0.12～0.16；0.16～0.20；0.20～0.24；＞0.24)，并生成熱圖。通過對熱圖(圖1)的結果可以看出同濃度的左氧氟沙星在聯(lián)合低濃度的黃芪提取液后抑菌效果有明顯提升。

表2 黃芪提取液聯(lián)合左氧氟沙星體外抑菌FIC統(tǒng)計表

結合肉眼判定細菌增長水平，大腸埃希菌在20 μg/mL黃芪提取液+0.5 μg/ml左氧氟沙星的濃度時具有抑制細菌增長的能力；金黃色葡萄球菌在320 μg/mL黃芪提取液+0.0625 μg/mL左氧氟沙星的濃度時具有抑制細菌增長的能力；銅綠假單胞菌的最小抑菌濃度為160 μg/mL黃芪提取液+0.125 μg/mL左氧氟沙星；化膿性鏈球菌的最小抑菌濃度為80 μg/mL黃芪提取液+0.125 μg/mL左氧氟沙星；鮑曼不動桿菌的最小抑菌濃度為80μg/mL黃芪提取液+1 μg/mL左氧氟沙星；變形桿菌的最小抑菌濃度為40 μg/mL黃芪提取液+0.25 μg/mL左氧氟沙星；糞腸球菌的最小抑菌濃度為20μg/mL黃芪提取液+0.125 μg/mL左氧氟沙星；肺炎克雷伯菌的最小抑菌濃度為40 μg/mL黃芪提取液+0.125μg/mL左氧氟沙星。

2.3 不同菌株的MIC聯(lián)合分析

圖1 黃芪提取液聯(lián)合左氧氟沙星體外抑菌效力熱圖

對上述8種菌株的MIC篩選試驗結果進行聯(lián)合分析表明，在160 μg/mL黃芪提取液+0.125 μg/mL左氧氟沙星時對金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、化膿性鏈球菌、變形桿菌、糞腸球菌和肺炎克雷伯菌抑菌效果良好，對大腸埃希菌和鮑曼不動桿菌效果欠佳(如圖2)。

3 討論

根據(jù)美國臨床和實驗室標準協(xié)會(CLSI)藥敏試驗標準，微量稀釋法能夠經(jīng)濟、有效、快速地檢測出病原微生物的最低抑菌濃度(minimal inhibitory concentration, MIC)[12]。相比于紙片擴散法和瓊脂稀釋法具有更高的時效性和良好的精密度。為了快速篩選出黃芪提取液聯(lián)合左氧氟沙星的抑菌濃度范圍，本實驗選用寬濃度范圍的二倍稀釋法對8種病原菌的抑菌濃度進行篩選。三次平行試驗結果均一，真實可信。

圖2 黃芪提取液聯(lián)合左氧氟沙星體外抑菌有效濃度三維分析圖

黃芪的主要成分為黃芪皂苷、黃芪多糖和異黃酮等(如圖3)[13]。其中皂苷類物質(zhì)中含量最高的為黃芪甲苷或稱為黃芪皂苷Ⅳ[14]。黃芪多糖則由多種單糖組成，其中葡萄糖，阿拉伯糖，葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸含量豐富。而異黃酮類的毛蕊異黃酮占有較大比例[15]。黃芪在體內(nèi)和體外研究中均證明其具有一定的抗病毒能力。經(jīng)證實黃芪甲苷具有抑制乙型肝炎病毒和腺病毒復制的能力并能夠誘導細胞凋亡。同時，黃芪對水皰性口炎病毒、流感病毒、sindbis病毒和柯薩奇病毒等也表現(xiàn)出明顯的抵抗作用，這可能與黃芪自身能夠有效誘導機體產(chǎn)生干擾素的能力有關[16]。然而在臨床應用中，黃芪也伴隨著不良反應的發(fā)生，如由黃芪注射液所產(chǎn)生的不良反應和不良事件較多發(fā)生于40～70歲年齡段的人群，主要集中于全身性發(fā)熱、過敏性休克、惡心、心肌炎和心功能衰竭等。而左氧氟沙星劑量在每日0.2～0.5g時不良反應約占85%。不良反應發(fā)生最早出現(xiàn)在用藥1min后；用藥3d內(nèi)出現(xiàn)不良反應占總數(shù)的74. 86%。而不良反應主要集中在中樞及外周神經(jīng)系統(tǒng)損害、全身性損害、肌肉骨骼肌系統(tǒng)損害、代謝和營養(yǎng)障礙及神經(jīng)紊亂等[17-18]。

本研究結果表明，低濃度的左氧氟沙星聯(lián)合較低濃度的黃芪提取液同樣能夠具有良好的抑菌功效，同時黃芪自身具有較強的抗病毒和生肌的能力。因而左氧氟沙星聯(lián)合黃芪提取液有望在降低不良反應的同時達到良好的抑菌目的，為開發(fā)新型皮膚抑菌藥物提供理論支持。

圖3 黃芪提取液中的主要成分