植物提取物抑菌組分對奶牛乳房炎常見致病菌的作用研究進(jìn)展

姜艷霞，王慧，劉俊琦，陳一峰，杜麗飛，楊 俊，王紅兵

（湖南省畜牧獸醫(yī)研究所，湖南 長沙 410131）

奶牛乳房炎是危害我國奶牛產(chǎn)業(yè)最嚴(yán)重的常見疾病之一，每年直接或間接造成的經(jīng)濟(jì)損失超過6億元[1]。一方面它會直接造成產(chǎn)奶量下降，乳蛋白、乳糖含量下降從而影響乳品質(zhì)；另一方面，奶牛乳房炎即便徹底治愈，仍會導(dǎo)致乳腺組織纖維化和乳腺萎縮等永久性預(yù)后不良，奶牛乳腺機(jī)能下降甚至是完全喪失，造成奶牛提前被淘汰，成為制約奶牛業(yè)高質(zhì)量健康發(fā)展的一大難題。

奶牛乳房炎多數(shù)是由于病原菌侵襲造成的炎癥感染，造成奶牛乳房炎的病原微生物多達(dá)上百種，多數(shù)情況下為復(fù)合感染，常見的奶牛乳房炎致病菌包括金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、無乳鏈球菌等[2]。臨床上多采用抗生素治療或中藥治療，抗生素療法起效快、針對性強(qiáng)，但常因不合理使用造成獸藥殘留以及耐藥菌株的產(chǎn)生，引起一系列社會公共衛(wèi)生安全問題，因此安全低毒、不產(chǎn)生耐藥的抗生素替代產(chǎn)物的研發(fā)具有重大意義。相較于抗生素療法而言，中藥治療的優(yōu)點(diǎn)是安全、無殘留，不產(chǎn)生耐藥，但中藥也有著藥效緩慢、作用成分不能明確的缺點(diǎn)。我國的植物提取物很大一部分來源于傳統(tǒng)中草藥，相較于傳統(tǒng)中藥，植物提取物既涵蓋了其安全無殘留無耐藥的優(yōu)點(diǎn)，同時又有活性成分明確、作用成分含量穩(wěn)定可控的優(yōu)點(diǎn)，是理想的“替抗”備選方案之一。

本文綜述了近些年國內(nèi)外學(xué)者就植物提取物中主要活性成分作用于奶牛乳房炎致病菌的抑菌活性及臨床應(yīng)用效果，并對植物提取物在奶牛乳房炎疾病的應(yīng)用前景進(jìn)行分析和展望，旨在為奶牛乳房炎“替抗”藥物的研發(fā)應(yīng)用提供一定的參考依據(jù)。

1 植物提取物的抑菌活性組分與作用機(jī)制

植物提取物是指從天然植物中以物理或化學(xué)的方法提取的具有生物活性的物質(zhì)，近些年來因其能夠抑制病原微生物的生長在醫(yī)藥、食品、養(yǎng)殖領(lǐng)域倍受關(guān)注，植物提取物中主要的抑菌活性成分包括有生物堿、揮發(fā)油、多糖、多酚、黃酮以及三萜類等。目前的研究表明植物提取物主要的抑菌機(jī)制包括有：破壞細(xì)菌細(xì)胞壁，抑制肽聚糖的形成[3]；破壞細(xì)胞膜，改變細(xì)胞膜的通透性[4]；使細(xì)胞質(zhì)運(yùn)動能力減弱，影響細(xì)菌活性[5]；凝集細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)，使細(xì)菌失活[6]；作用于細(xì)菌的酶系統(tǒng)、功能蛋白、遺傳物質(zhì)的表達(dá)，直接達(dá)到抑菌和殺菌的目的[7]。在動物體內(nèi)，植物提取物可以增強(qiáng)腸道上皮細(xì)胞對病原菌的抵抗力[8]以及促進(jìn)腸道內(nèi)益生菌的增殖[9]，達(dá)到間接抑菌的目的。

2 植物提取物對奶牛乳房炎主要致病菌的體外抑菌研究

2.1 金黃色葡萄球菌

金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus,SA），簡稱“金葡菌”，革蘭氏陽性菌。此菌一般為乳房皮膚表面正常菌群，由乳腺管侵入后，在乳腺管內(nèi)大量增殖引起乳房炎，多在泌乳高產(chǎn)期致病，病程大多為慢性，抗生素的不合理使用易導(dǎo)致金葡菌出現(xiàn)耐藥性，例如超級細(xì)菌耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（Methicillin-resistant Staphylococcus aureus，MRSA），除了對萬古霉素敏感，對其他抗生素均表現(xiàn)廣譜耐藥性。

大黃酸為蒽醌類化合物從植物大黃中提取對SA的最低抑菌濃度（MIC）為3.13mg/L[10]，對MRSA的MIC為4～16mg/L[11]；小檗堿為異喹啉生物堿是從植物黃連中提取獲得對SA的MIC為64～256 mg/L[12]，對MRSA的MIC為16～32 mg/L[11]；博落回源血根堿為苯啡喹啉類生物堿，對SA的MIC值為5mg/L[13];黃芩苷、黃芩素為黃酮類化合物，從植物黃芩中提取獲得，對SA的MIC分別為1 mg/mL、0.25mg/L[14]，對MRSA的MIC為256～512 mg/L、128～256 mg/L；穿心蓮內(nèi)酯為二萜類內(nèi)酯化合物從植物穿心蓮中提取獲得對MRSA的MIC為256～1024 mg/L；綠原酸為酚類化合物，是金銀花的主要活性成分，對SA的MIC為0.5 mg/mL[15]，對MRSA的MIC為256～1024 mg/L；胡皂苷單體Bp3[16]對MRSA的MIC值為16～64 mg/L。

2.2 大腸桿菌

大腸桿菌（Escherichia coli,E.coli）又稱大腸埃希氏菌，為革蘭氏陰性菌，是奶牛乳房炎主要的環(huán)境致病菌，易引起急性奶牛乳房炎。大腸桿菌有眾多血清型，導(dǎo)致奶牛乳房炎的主要是尿道致病性大腸桿菌，此菌引起的乳房炎多見于高產(chǎn)奶牛，細(xì)菌由乳腺管侵入后，粘附于乳房腺泡組織，乳腺上皮細(xì)胞因其入侵導(dǎo)致巨紅細(xì)胞癥，乳腺細(xì)胞凋亡壞死，乳房腺泡組織病變，上皮組織脫落增多[17]。

黃芪多糖為黃芪的主要活性成分，對E.coli的MIC為6.6 mg/mL[18],丁香酚對多重耐藥E.coli的MIC和MBC（最低殺菌濃度）分別為2.50 mg/mL[19]。血根堿對E.coli的MIC為0.32 g/L[20]。張濤等人用鹽酸小檗堿、綠原酸、黃芩苷對E.coli進(jìn)行體外抑菌試驗，三者的MIC為1.0 mg/mL、3.75 mg/mL和6.75 mg/mL[21]。油橄欖提取物橄欖苦苷對E.coli的MIC為0.025 mg/mL[22]。Appalsamy S等人通過試驗研究發(fā)現(xiàn)黃花蒿提取物青蒿素對E.coli的MIC為0.09 mg/mL，抑菌效果相當(dāng)于鏈霉素[23]。

2.3 無乳鏈球菌

無乳鏈球菌（Streptococcus agalactiae，GBS）屬于B組鏈球菌，為革蘭氏陽性菌，最早從乳房炎奶牛上分離得到，是奶牛乳腺炎中最高發(fā)危害最大的病原鏈球菌，具有高度的接觸傳染性。一般為隱性感染，不表現(xiàn)出明顯的全身癥狀，雖然不引起乳腺局部組織纖維化和乳腺明顯膿腫，但仍會導(dǎo)致慢性炎癥反應(yīng)，造成產(chǎn)乳量下降。其致病機(jī)理是：感染后可在乳腺組織中大量增殖，進(jìn)而損害乳腺上皮細(xì)胞、乳導(dǎo)管，乳腺組織，脫落的上皮細(xì)胞和炎性細(xì)胞堵塞乳腺管，進(jìn)一步造成泌乳減少[24]。

丁浩等[25]測定了36種植物提取物活性成分對羅非魚源的GBS的抑菌活性，其中效果最好的是血根堿、白屈菜紅堿、和厚樸酚、厚樸酚、大黃酸的抑菌活性最好，MIC為8～32 μg/mL,其中血根堿效果最優(yōu)MIC達(dá)8 μg/mL、MBC為16 μg/mL,除上述抑菌效果較強(qiáng)的活性成分外，丹皮酚、二氫楊梅素、二氫辣椒堿、大黃酚、山柰酚也表現(xiàn)出了一定的抑菌活性，只是效果較弱。連翹酯苷是連翹中活性成分最強(qiáng)的物質(zhì)，王宏軍等人[26]通過管碟法實(shí)驗，結(jié)果表明其對GBS的MIC為0.625 mg/mL?？鄥A是苦參的主要活性成分，為生物堿類化合物，其對GBS的MIC為4 mg/mL[27]。彭練慈就鹽酸小檗堿對GBS的抑菌機(jī)理進(jìn)行初步研究，結(jié)果表明鹽酸小檗堿對GBS的MIC為0.078 mg/mL[28]。綠原酸對GBS的MIC為3.16 mg/mL[29]。

3 植物提取物對乳房炎模型體內(nèi)作用研究

植物提取物作用于奶牛乳房炎的治療，其治療機(jī)理除了直接抑菌之外，還可以促進(jìn)體液免疫、細(xì)胞介導(dǎo)免疫，主要是抑制乳腺上皮細(xì)胞促炎性細(xì)胞因子的表達(dá)，某些黃酮類以及多糖類物質(zhì)還能促進(jìn)恢復(fù)泌乳功能，促進(jìn)乳腺管乳腺組織的修復(fù)[30]。冷秀芬[31]用苦參堿類生物堿注射液與青鏈霉素注射液進(jìn)行臨床試驗效果比對，苦參堿的臨床治愈率比抗生素組高6.66%。劉平[32]等使用含綠原酸的穴位貼治療奶牛陰性乳房炎，顯著降低患病奶牛乳汁中的體細(xì)胞數(shù)。李照明[33]用青蒿素治療大腸桿菌所致的小鼠乳房炎模型，發(fā)現(xiàn)其能緩解乳腺損傷，降低血清炎性因子表達(dá)水平。楊晴[34]用安石榴苷緩解金葡菌所致的小鼠乳腺炎模型，發(fā)現(xiàn)其能抑制金葡菌在乳腺中生長，降低促炎性因子的表達(dá)，有效預(yù)防金葡菌所致的炎性反應(yīng)。郭夢堯[35]通過試驗探討黃芩苷對金葡菌所致小鼠乳腺炎的作用及機(jī)制，發(fā)現(xiàn)其在乳腺組織中仍有抑菌作用，具有抗炎作用且能抑制乳腺細(xì)胞程序性死亡。Liu[36]等研究發(fā)現(xiàn)栗樹單寧添加入飼可以顯著降低奶牛乳汁中的體細(xì)胞數(shù)，減輕奶牛乳腺的炎癥反應(yīng)。Ban[37]等研究表明小檗堿可以降低機(jī)體氧自由基代謝產(chǎn)物丙二醛的含量，可以作用于應(yīng)激與炎癥相關(guān)信號通路，防止應(yīng)激與炎癥之間惡性循環(huán)。孟云[38]研究發(fā)現(xiàn)黃芪多糖能夠促進(jìn)乳腺上皮細(xì)胞的增殖，降低脂多糖（LPS）造成的乳腺損傷，起到保護(hù)乳腺的目的。

4 總結(jié)與展望

在綠色健康養(yǎng)殖普及的今天，植物提取物在奶牛乳房炎的替抗藥物的研發(fā)上具有顯著的優(yōu)勢，首先原材料易得，我國的植物資源十分豐富，為植物提取物開發(fā)與利用提供廣闊的沃土；其次，就作用效果而言，部分植物提取物的抑菌活性強(qiáng)作用濃度低，其用藥劑量與抗生素相當(dāng)甚至優(yōu)于抗生素，且具備廣譜抗菌的特點(diǎn)；除了抗菌，植物提取物還能調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)和調(diào)節(jié)泌乳。除了明確單一組分作用效果和機(jī)理，不同植物提取物之間協(xié)同用藥，植物提取物與抗生素聯(lián)合用藥，對植物提取物藥物的劑型和給藥途徑的摸索都是植物提取物的研發(fā)應(yīng)用方向。