馬波沙星治療牛細菌性疾病的研究進展

劉文慶，白 健，侯 瑞

（ 1. 沈陽農(nóng)康反芻動物營養(yǎng)食品有限公司，遼寧 沈陽 110000 ；2. 生泰爾（內(nèi)蒙古）科技有限公司，內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026000 ）

馬波沙星是由瑞士羅氏公司研制的一種新型氟喹諾酮類動物專用抗菌藥[1]，于1995年首次在英國上市[2]，隨后廣泛應(yīng)用于寵物和畜禽養(yǎng)殖行業(yè)中[2-4]。我國于2014年批準馬波沙星為國家二類新獸藥[5]，目前也已批準馬波沙星原料藥和成品藥在國內(nèi)生產(chǎn)[6]。隨著國產(chǎn)馬波沙星問世，其在養(yǎng)殖行業(yè)中的應(yīng)用將愈發(fā)廣泛。本文簡述馬波沙星的殺菌原理、特點及其對牛相關(guān)疾病的治療效果，討論細菌對馬波沙星的耐藥性及使用過程中馬波沙星與其他藥物之間相互作用，概述馬波沙星在牛養(yǎng)殖過程中的應(yīng)用價值，以期為馬波沙星在臨床診療中的應(yīng)用提供參考。

1 馬波沙星的抗菌作用

作為氟喹諾酮類藥物，馬波沙星能夠通過與細菌中的拓撲異構(gòu)酶結(jié)合，形成喹諾酮藥物-拓撲異構(gòu)酶-DNA 復(fù)合物，抑制拓撲異構(gòu)酶Ⅱ和拓撲異構(gòu)酶Ⅳ的活性，進而抑制細菌DNA 的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程[7]。此外，馬波沙星還能夠干擾已經(jīng)復(fù)制的DNA分配到子代細胞中的過程[8]，從而導(dǎo)致細菌死亡。Spreng 等[9]使用816 株犬、貓致病菌進行馬波沙星活性鑒定，結(jié)果表明，馬波沙星對革蘭氏陰性細菌具有良好的抗菌活性，對絕大多數(shù)革蘭氏陽性細菌也具有較好的抗菌活性。Bolte等[10]研究表明，馬波沙星能夠抑制50%和90%克雷伯屬細菌和大腸埃希氏菌生長所需的最小抑菌濃度（MIC50值、MIC90值）明顯低于頭孢喹肟、阿莫西林克林維酸鉀、磺胺甲惡唑。Grobbel等[11]研究表明，馬波沙星對牛曼氏桿菌、支氣管博德特菌和大腸埃希氏菌的抑菌效果明顯高于恩諾沙星。馬永波等[12]研究結(jié)果表明，馬波沙星對大腸桿菌、鏈球菌和金黃葡萄球菌的抑菌效果明顯高于環(huán)丙沙星、諾氟沙星、慶大霉素和多西環(huán)素。馬波沙星的殺菌機制為與細菌拓撲異構(gòu)酶結(jié)合，干擾細菌DNA 的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯和分配，藥物去除一定時間后細菌拓撲異構(gòu)酶與藥物解離并恢復(fù)功能。此期間內(nèi)雖然未對動物進行藥物治療，但因細菌拓撲異構(gòu)酶尚未與藥物完全解離，未恢復(fù)其正常功能，因而在此期間內(nèi)仍能夠減緩細菌DNA 合成速度，達到持續(xù)抑菌的效果[13]。曹長福等[14]研究結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)馬波沙星的抗菌后效應(yīng)隨血藥濃度的增加而增加，但當(dāng)血藥濃度過高時，抗菌后效應(yīng)趨于穩(wěn)定，不再隨血藥濃度增加而增加。

2 馬波沙星的抗菌效果及對牛細菌性疾病的治療效果

2.1 腸道感染致病菌

Meunier等[15]對腸源性大腸桿菌和沙門氏菌進行馬波沙星敏感性評估，結(jié)果顯示，634株大腸桿菌中86.6%的菌株對馬波沙星具有良好的敏感性，MIC50值為0.014 mg/L、MIC90值為5.098 mg/L、MICmin值為0.004 mg/L，MICmax值為32.000 mg/L；309 株沙門氏菌中89.3%的菌株對馬波沙星非常敏感，MIC50值、MIC90值、MICmin值、MICmax值分別為0.016、0.0828、0.015、1.000 mg/L。

2.2 乳腺炎

Meunier等[15]對從乳腺炎感染的牛乳腺中分離的大腸桿菌、金黃葡萄球菌、鏈球菌進行馬波沙星的敏感性評估。結(jié)果顯示，437株大腸桿菌中大多數(shù)（96.6%）對馬波沙星具有良好的敏感性，MIC50值為0.015 mg/L、MIC90值為0.073 mg/L、MICmin值為 0.008 mg/L、MICmax值為0.250 mg/L；390株金黃葡萄球菌對馬波沙星具有良好的敏感性，MIC50值為0.141 mg/L、MIC90值為0.237 mg/L、MICmin值為0.120 mg/L、MICmax值為1.000 mg/L；597 株鏈球菌中有88.6%的菌株對馬波沙星具有良好的敏感性，其中97 株無乳鏈球菌MIC50值為0.141 mg/L、MIC90值為1.741 mg/L、MICmin值為 1.000 mg/L、MICmax值為2.000 mg/L，158 株乳鏈球菌MIC50值為0.736 mg/L、MIC90值為1.072 mg/L、MICmin值為1.000 mg/L、MICmax值為2.000 mg/L，324 株結(jié)節(jié)鏈球菌MIC50值為0.719 mg/L、MIC90值為1.253 mg/L、MICmin值為0.500 mg/L、MICmax值為2.000 mg/L。Kietzmann 等[16]對奶牛乳腺進行體外馬波沙星灌注，檢測灌注藥物后不同時間點乳頭到乳房底部不同垂直距離的腺體組織中馬波沙星的濃度。結(jié)果表明，灌注濃度為2 mg/kg 的馬波沙星液體3 h 和6 h 后，所有腺體部位的藥物濃度均大于抗大腸桿菌MIC90值，說明該濃度馬波沙星在乳腺各部位均能夠起到抗大腸桿菌的效果。

Schneider 等[17]對患有乳房炎的奶牛進行馬波沙星注射，并測定血液和牛奶中馬波沙星的藥物濃度。結(jié)果顯示，牛奶中的藥物濃度時間曲線與血液中藥物濃度時間曲線高度平行，但存在一定延遲性。第一次給藥后牛奶中最大藥物濃度為1.024 mg/L，曲線下面積（AUC）給藥間隔為6.153 mg/（h·L）。此前對患病牛乳房分離出的大腸桿菌和金黃葡萄球菌進行馬波沙星敏感性評估，發(fā)現(xiàn)大腸桿菌MIC50值為0.011 mg/L、MIC90值為0.016 mg/L，金黃葡萄球菌MIC50值為0.154 mg/L、MIC90值為0.229 mg/L。因此，馬波沙星能夠治療大腸桿菌造成的奶牛乳腺炎疾病，能夠抑制金黃葡萄球菌造成的乳腺炎疾病。Javad等[18]對大腸桿菌引發(fā)的乳腺炎進行臨床治療，結(jié)果表明治療效果良好，93%的患病牛在用藥5 d內(nèi)治愈。

2.3 呼吸系統(tǒng)疾病

Meunier等[15]對從呼吸系統(tǒng)感染的牛體內(nèi)分離的溶血性曼氏菌、巴氏桿菌、溶血性支原體、多殺性瘧原蟲進行馬波沙星的敏感性評估。結(jié)果顯示：540 株溶血性曼氏菌中90%的菌株對馬波沙星具有良好的敏感性，MIC50值為0.072 mg/L、MIC90值為 0.420 mg/L、MICmin值為0.004 mg/L、MICmax值為8.000 mg/L；821 株多殺巴氏桿菌對馬波沙星均具有良好的敏感性，MIC50值為0.013 mg/L、MIC90值為0.560 mg/L、MICmin值為0.004 mg/L、MICmax值為1.000 mg/L。同時，研究表明97%的溶血性支原體對馬波沙星具有良好的敏感性，99.6%的多殺性瘧原蟲對馬波沙星敏感。Hayashi等[19]發(fā)現(xiàn)，健康犢牛注射2 mg/kg劑量的馬波沙星后，在犢牛肺上皮襯里液和肺泡細胞中均能夠檢出一定水平的馬波沙星，以注射后2 h濃度最高（肺上皮襯里液濃度為3.42 mg/L，肺泡細胞中濃度為2.02 mg/L）；隨著時間推移，犢牛肺上皮襯里液和肺泡中的馬波沙星濃度逐漸降低，注射24 h 后，肺上皮襯里液中的馬波沙星濃度為0.39 mg/L，肺泡中馬波沙星濃度為0.37 mg/L。結(jié)果表明，單次注射馬波沙星2 h后殺菌效果最佳，隨著時間推移殺菌效果逐漸降低，注射24 h后無法保證90%的細菌殺滅率。Thomas 等[20]對英國、法國、比利時的9 個農(nóng)場中180頭出現(xiàn)發(fā)熱和呼吸系統(tǒng)疾病的犢牛使用馬波沙星治療并研究其治療效果，結(jié)果表明，馬波沙星對反芻動物呼吸系統(tǒng)疾病的治療效果與替米考星相當(dāng)，但馬波沙星的起效時間更短，且注射部位耐受性更好。Jéssica等[21]對已出現(xiàn)呼吸系統(tǒng)綜合征（出現(xiàn)黏性鼻腔分泌物，肺部聽診異常，白細胞增多，采食量下降等癥狀）的牛進行馬波沙星治療，結(jié)果顯示，單次注射8 mg/kg馬波沙星7 d后患牛仍表現(xiàn)出輕度肺炎癥狀，而首次注射馬波沙星24 h 后再注射8 mg/kg的馬波沙星，患牛7 d內(nèi)不再表現(xiàn)出肺炎癥狀。

2.4 其他疾病

Meunier 等[15]研究表明，42 株分離自患牛的睡眠嗜血桿菌對馬波沙星均具有良好的敏感性，MIC50值為0.022 mg/L,MIC90值為0.050 mg/L。Nayak 等[22]研究指出，布帕伐醌聯(lián)合馬波沙星對患泰勒蟲病的牛具有一定的治療效果，且添加微生物E和硒能夠增強治療效果。

3 馬波沙星的藥物殘留及耐藥性

目前多采用光譜檢測法[23]、液相色譜檢測法[24-25]、液相色譜-質(zhì)譜連用檢測法[26]、快速免疫分析法[27]等對馬波沙星進行殘留檢測。2002 年，我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部已有規(guī)定：馬波沙星在牛不同部位的最大殘留限量為：奶75 μg/kg、肌肉150 μg/kg、脂肪50 μg/kg、肝150 μg/kg、腎150 μg/kg。目前針對馬波沙星在牛體內(nèi)各組織中的代謝率和殘留量研究的報道較少，但根據(jù)部分進口馬波沙星的廠家驗證數(shù)據(jù)，牛肌肉注射馬波沙星（8 mg/kg）的休藥期3 d，棄奶期72 h；牛皮下注射（2 mg/kg）休藥期6 d，棄奶期36 h。

一些抗生素使用劑量越高，耐藥細菌比例越高[28-29]，而Guillaume等[30]研究表明，馬波沙星并未表現(xiàn)出該趨勢，在2 mg/kg 和10 mg/kg 的劑量下，10 月齡育肥肉牛耐藥腸桿菌比例無顯著增加的趨勢。Meunier 等[15]經(jīng)過長達8 年的調(diào)查，自1994—2001 年對3 751 株牛致病菌株對馬波沙星的敏感性進行評估，發(fā)現(xiàn)馬波沙星對95.4%的牛致病菌具有活性；調(diào)查最后一年的數(shù)據(jù)顯示，484株牛致病菌株中96.6%的菌株對馬波沙星敏感，與調(diào)查的第一年相比無明顯差異。Kroemer 等[31]調(diào)查了2002—2008 年牛呼吸系統(tǒng)和乳房炎致病菌對馬波沙星的敏感性，結(jié)果顯示，751株多殺性巴氏桿菌、514 株牛曼氏桿菌、171 株牛分枝桿菌、73 株睡眠嗜血桿菌、660 株乳房鏈球菌、617 株大腸桿菌、568 株金黃葡萄球菌、280 株陰性葡萄球菌、217 株無乳鏈球菌對馬波沙星的敏感性與Meunier等[15]的研究結(jié)果無明顯差異，說明馬波沙星不易導(dǎo)致牛致病菌產(chǎn)生耐藥性。馬波沙星的抑菌機制為抑制細菌基因的復(fù)制、分配、轉(zhuǎn)錄、翻譯等過程，而其他藥物則是通過干擾細菌蛋白質(zhì)合成、抑制細菌細胞壁合成、妨礙細菌的核酸合成等抑制細菌。因此，馬波沙星不易與其他藥物產(chǎn)生交叉耐藥性，對耐紅霉素等藥物的病原菌依然有效[32]。

4 馬波沙星與其他藥物相互作用

4.1 拮抗作用

含有陽離子（鎂離子、鋁離子、鈣離子）的抗酸藥以及鐵和鋅的口服制劑可與馬波沙星結(jié)合，抑制動物機體對馬波沙星的吸收作用，從而降低馬波沙星的藥效。環(huán)孢素中的呋喃妥因可降低馬波沙星的抗菌活性，同時，馬波沙星也能夠降低環(huán)孢素的代謝活性[33]。

4.2 協(xié)同作用

馬波沙星與氨基糖苷類、第三代頭孢菌素類、廣譜青霉素類藥物一同使用時，對腸桿菌屬細菌和銅綠假單胞菌的抑制具有協(xié)同作用。馬波沙星對厭氧菌的抑制作用不明顯，但體外條件下馬波沙星與克林霉素同時使用在對消化鏈球菌屬、乳酸桿菌和脆弱桿菌的抑制上表現(xiàn)出協(xié)同作用。因此，實際生產(chǎn)過程中，可根據(jù)實際情況選擇與其他抗生素聯(lián)合使用以提高馬波沙星的治療效果[33]。

4.3 其他影響

馬波沙星與格列本脲同時使用能夠引起嚴重的低血糖；與甲氨蝶呤同時使用會升高甲氨蝶呤的水平，并產(chǎn)生毒性；與奎尼丁同時使用會增加心臟毒性。因此，實際生產(chǎn)過程中應(yīng)盡量避免將馬波沙星與格列本脲、甲氨蝶呤和奎尼丁藥物同時使用。丙磺舒能夠阻斷馬波沙星的腎小管分泌，從而增加馬波沙星的藥物濃度和半衰期，因此馬波沙星與丙磺舒同時使用時應(yīng)注意調(diào)整馬波沙星的用藥濃度，避免馬波沙星血藥濃度過高對動物產(chǎn)生副作用[33]。

5 不良反應(yīng)

目前針對馬波沙星在牛體內(nèi)不良反應(yīng)的研究較少。Foroumadi 等[34]報道，馬波沙星能夠造成羊的光毒性和肌腱炎，但并未進行深入的研究。也有研究表明，犬在使用馬波沙星過程中出現(xiàn)精神萎靡、厭食、嘔吐、胃腸脹氣、軟便的不良反應(yīng)，也有犬在使用馬波沙星制劑（含防腐劑）過程中出現(xiàn)呼吸急促、心動過速、低血壓等癥狀[6]。喹諾酮藥物易對幼齡動物的關(guān)節(jié)軟骨造成損傷，而且喹諾酮藥物存在易因藥物產(chǎn)生尿結(jié)晶引發(fā)尿路損傷的特性，但目前未有犢牛使用馬波沙星導(dǎo)致軟骨和尿路損傷方面的報道。此外，針對馬波沙星對動物妊娠期和哺乳期安全性的研究較少。因此，實際生產(chǎn)中使用馬波沙星時應(yīng)按照使用說明書進行治療，且孕期、哺乳期動物應(yīng)謹慎使用。

6 結(jié)論

馬波沙星對牛養(yǎng)殖過程中常見致病菌具有良好的抑制效果，對常見呼吸系統(tǒng)疾病、消化系統(tǒng)疾病和乳房炎等疾病具有良好的治療效果；與其他抗生素相比，馬波沙星的吸收速度更快、起效時間更短、機體對藥物的利用效率更高、藥效持續(xù)時間更長；且休藥期和棄奶期較短，能夠降低牛場的損失，提高牛場整體收益，具有較高的應(yīng)用價值。