兽用中药作用机理及应用研究进展

2020-12-20 14:08段广靖谢锋王斌陈琳卫培峰杨彦平武小卫李敏
特产研究 2020年6期
关键词:结果显示兽药机体

段广靖,谢锋,王斌,陈琳,卫培峰,杨彦平,武小卫,李敏※

(1.陕西中医药大学药学院,陕西 咸阳 712046;2.西安雨田农业科技股份有限公司,陕西 西安 710000)

近年来,随着我国国民经济的蓬勃发展,食品安全以及健康问题日益受到人们的重视,优质、绿色、健康食品的需求量不断增加。抗生素对于各种动物疾病的预防和治疗都有着十分重要的意义,但长期不当使用抗生素会导致机体产生抗药性、菌群失调、机体的免疫力下降、不良反应及机体药物残留等一系列危害[1-2]。

中兽药(Chinese veterinary medicine)是指以天然动植物和矿物质为原料炮制加工而成的饮片及其制剂,在中兽医药学理论的指导下可预防及治疗动物疾病,提升其生产性能[3]。中兽药具有无毒性、无残留和不易产生抗药性等产品优势以及多组分、多功能、多靶点及标本兼治等防治疾病的优势[4]。当前,动物疾病复杂多样,人们对动物源性食品高度重视,畜禽产品的安全质量问题也越来越受到人们的重视和关注,因此中兽药产品的开发与应用将会更加广泛。本文对中兽药的优势、中兽药的作用机理以及中兽药的临床应用等方面进行了综述,以期为中兽医的科学研究和应用提供一定的理论基础。

1 中兽药的优势

1.1 中兽药资源优势

我国是世界上天然药物资源最丰富的国家,并且完整地继承和保留了独特的传统医药理论体系。据统计,我国中草药约有1.2 万余种,其中《中国兽药典》收录的中药材及饮片、提取物、成方和单味制剂等共1114种,《兽药使用指南》中药卷收录的成方制剂有192个[5]。80%以上的中兽药来源于天然植物,13%的中兽药来源于动物,还有极小部分来源于天然矿物。这些丰富的中草药资源来自于大自然,来源广泛,成本低廉,为我国未来中兽药产业的持续、稳步发展奠定坚实基础。

1.2 毒副作用小

中兽药与抗生素、化学合成药等有着很大区别。中兽药属于天然药物,主要成分大多是生物有机物,如生物碱、氨基酸、挥发油及苷类等[6]。几千年来,中华民族的先辈经过无数的实践筛选到有效且无毒害的中兽药。虽然部分中草药具有毒性,但也可以通过合理炮制与配伍大大降低其毒性,其使用也是安全的[7]。总的来说,中兽药的毒副作用很小,在畜禽生产中的应用可能会有很大的发展空间和机遇。

1.3 低残留

中兽药来自天然动植物及其产品,很好地保持了各种成分的原有状态和生物活性,并且能通过整体调节使机体阴阳及生理状态达到平衡,所以长期使用中兽药制剂不会造成药物残留的安全性问题[8]。朱五文[9]研究表明,在休药期中长期使用具有低毒副作用的中兽药除了能有效促进机体发挥其生产性能,还可以降低动物体内的药物残留。

1.4 无耐药性

中兽药主要是通过提高动物机体的抗病能力,调动机体防御系统来防治病原体和微生物引发的各类疾病,因此病原微生物不易产生耐药性,而且使用后还能增强动物体质,提高抵抗力,进而减少用药量,降低动物食品的生产成本,在一定程度上提高了养殖的经济效益[10]。

1.5 多功能、多靶点

当前的各种动物疾病是由多种病因导致的,单一成分、单一靶点的药物显得越来越力不从心,由于中草药大多来源于动植物,因而具有多组分、多功能及多靶点等优势[11]。在应用中兽药时,要充分利用中兽药多靶点的优势,辨证施治,整体用药,而不是仅针对病原体用药。

2 中兽药作用机理

2.1 抗病毒作用

目前疫苗接种、抗生素和抗病毒化学药物等是我国防治动物病毒传染病的主要手段,但病毒的种属复杂、易突变、导致免疫抑制等特点给疫苗的研发及应用带来了巨大困难[12]。

中药抗病毒主要包括直接抗病毒与间接抗病毒2种方式。其中,直接抗病毒即中药可以直接杀灭病毒、抑制病毒增殖、阻止病毒吸附和穿入细胞、阻止病毒感染[13]。

2.1.1 直接杀灭病毒 现代研究表明,黄芩中的有效成分5,7,4’-三羟基-8-甲氧基黄酮能够有效地杀灭和抑制动物体内及体外的流感病毒[14]。冼琼珍等[15]通过MTT 法测定10种中药对猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)的效应,结果表明,10种中药均有较好的抗病毒作用,而青蒿、连翘还可以直接杀灭病毒。金修哲等[16]利用动物细胞培养技术,采用MTT 比色法和细胞病变(CPE)观察法相结合的方法测定连翘苷、连翘苷元、绿原酸、咖啡酸、丁香酚及丹皮酚6种中药成分不同浓度下对猪睾丸细胞(ST)的毒性作用,结果发现6种中药成分中当咖啡酸浓度为62.5mol/L 时对猪传染性胃肠炎病毒的抑制率最高,复制阻断作用为50.72%,吸附阻断作用为65.39%,直接灭活作用为84.44%,直接灭活作用显著。

2.1.2 阻止病毒吸附和穿入细胞 王雪飞[17]通过MTT法检测中药复方对猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)诱导猪肾细胞(PK-15)和猪小肠黏膜上皮细胞(SIEC)活性的影响,结果显示3种中药复方(复方参术汤、复方参附汤以及复方连翁汤)都能够在体外有效地抑制TGEV对PK-15、SIEC 的吸附作用。黄仕千等[18]研究了复方金连菊中药制剂溶液对猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)、猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)的体外作用,结果表明当药液浓度高于15.625 mg/mL 时分别能抑制PRRSV 与Marc-145 传代细胞和TGEV 与PK15传代细胞的吸附、融合,从而阻止病毒的吸附和进入。封海波等[19]通过先添加中药后接种病毒的方法观察8种中药成分对犬细小病毒(CPV)感染细胞的影响,结果表明黄芪多糖、白术多糖、黄芩多糖和金银花多糖可以阻止病毒的吸附和进入,显著促进了F81 对CPV感染的抵抗力。

2.1.3 抑制病毒增殖 胡蓉等[20]以猪的睾丸细胞(ST)为试验材料,以朱砂七多糖为试验药物,探讨了药物对猪传染性胃肠炎病毒的抑制增殖作用,MTT法和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测结果均显示朱砂七多糖能在转录水平上显著降低TGEV/mRNA 的相对表达量,表明朱砂七多糖能够显著抑制TGEV 在ST 细胞上的增殖。张为民等[21]同样通过MTT 法结合细胞病变方法和实时荧光定量法,测定9种中药成分对TGEV 在ST 细胞上增殖的抑制作用,结果显示9种中药成分在体外对TGEV 在ST 细胞上的增殖均有一定的抑制作用,黄芩苷对TGEV 的生物合成抑制率为58.23%,并且Real-time PCR 结果显示黄芩苷3种给药方式均能在转录水平上显著降低TGEV mRNA 的相对表达量,作用效果最好。豆艳丽等[22]选取黄芪、紫胡及金银花等13种中药的提取液在传代细胞系鸡胚成纤维细胞(DF-1)上进行抗鸡新城疫病毒(newcastle disease virus,NDV)试验,MTT 结果显示中药水煎液质量浓度越大,对NDV 生物合成的抑制作用就越强,其中黄芪、金银花、野菊花和马鞭草对NDV 生物合成的抑制作用最强,有效抑制质量浓度为1/16 TC(0P<0.01),TI 为16。

2.1.4 阻止病毒感染 邬洪波等[23]通过流感病毒感染致小鼠病毒性肺炎及病毒增殖量试验,观察双黄连分散片体内抗病毒作用,结果显示流感病毒感染引起的病毒性肺炎和肺内流感病毒增殖能够被双黄连分散片有效抑制。任志华等[24]将不同浓度的复方中药“禽康散”和鸭瘟病毒(Duck plague virus,DPV)分别以不同方式接种到鸭胚尿囊膜后,观察其对DPV 感染的鸭胚保护率,结果显示“禽康散”在10日龄鸭胚内对DPV具有显著的杀灭和阻断感染的作用。“禽康散”对鸭胚成纤维细胞(DEF)的最大安全质量浓度为2~4 g/mL,在(2~4)~(2~8)g/mL 质量浓度范围内对DEF 有显著的增殖和抑制DPV 感染DEF 的能力。

2.1.5 调节机体免疫力 病毒感染机体后,必须寄生在机体细胞中才能繁殖并生存。相应地,中兽药可以通过调动机体的防御系统,并且增强动物体免疫力来间接发挥抗病毒的作用。陈小波等[25]在生产肥育猪饲养中使用中草药添加剂,通过检测血清中免疫球蛋白的含量发现中草药添加剂可能是通过促进动物免疫球蛋白、淋巴细胞以及补体的生成来改善机体的体液免疫功能。

2.2 抗菌、抑菌作用

近年来,抗生素以及合成抗菌药物的使用有效控制了一些细菌感染性疾病,但由于抗生素的不当使用也使细菌耐药性逐渐增强。中兽药中的许多抗菌制剂也具有良好的抗菌作用,并且不易产生耐药性[26]。代如意等[27]通过索氏提取、超声波和水煎煮的方法分别提取了夏枯草、何首乌、虎杖及地榆等14 味常用中药的有效成分,然后采用二倍试管稀释的方法分别测定这些药物对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC),结果显示夏枯草、地榆及柴胡等7 味中药有效成分对金黄色葡萄球菌的抗菌活性MIC 为1.9530~31.250 g/L,MBC 为3.900~31.250 g/L,具有较好的抑菌活性。阿琪玛等[28]采用牛津杯法测定了金银花、黄连及五味子等16种中药对致病性大肠杆菌的抑菌圈直径,并通过微量稀释法和平板法测定了MIC 和MBC,结果显示黄连、金银花和五味子对5种血清型大肠杆菌的抑菌圈直径都超过15 mm,达到极敏,具有良好的抑菌能力。

2.3 抗应激作用

应激反应是一种非特异性全身反应,通常在机体受到各种环境因素刺激时出现,并且会使机体免疫力下降,进而引发各种疾病。目前,已有大量中药被广泛应用于抗应激反应[29]中。年立全[30]通过检测大鼠胃黏膜和小肠黏膜中多胺的含量变化,观察四君子汤水提液以及白术、黄芪等4种糖提取物对应激性溃疡大鼠胃肠黏膜损伤的保护作用,结果显示四君子汤以及4种中药水提液都可以显著降低应激性溃疡胃黏膜损伤指数,并且能够显著增加多胺的含量,使应激性溃疡胃黏膜损伤得到有效修复。杨梅梅[31]研究黄芩、白术及陈皮等组成的中药复方对热应激下肉鸡肠道菌群、热休克蛋白、生长性能以及血生化等的影响,结果表明热应激引起的一系列应激反应能够被这组中药复方有效缓解。

2.4 抗氧化作用

氧化应激是由于环境异常引起机体产生过量的自由基,这会导致细胞结构和功能遭到破坏,进而引发多种相关疾病。随着现代中医药的发展,中兽药的抗氧化功能也越来越受到人们的关注,如黄芪、五倍子和茯苓等都具有一定的抗氧化作用[32]。郭新颖等[33]采用快速荧光法测定了中药的抗氧化活性,结果显示五倍子、当归、艾叶、苍耳子和万年青5 味中药均能有效清除羟自由基(·OH),其中五味子作用较强。Han 等[34]研究发现苍术多糖能够通过抑制自由基产生和NOS 活性,降低NO 水平,进而保护小鼠肝脏不受损伤。

2.5 调节免疫功能

免疫力是指机体能够识别并消灭侵入的异物(如细菌和病毒等)以及处理老化及病毒感染等细胞的能力。近年来,中医药改善机体免疫力这一功能已经得到了社会的普遍认可。中药主要通过调节机体免疫器官功能、体液免疫、细胞免疫及吞噬细胞功能等方面来发挥免疫功能。

2.5.1 细胞免疫功能 高长曌等[35]通过环磷酰胺建立免疫抑制模型,观察淮山药、薏米、蒲公英和酸枣仁4种常见中药对小鼠的免疫调控作用,结果发现,与模型组相比,4种中药组小鼠的各项指标均有不同程度地提高,蒲公英组和淮山药组小鼠脾淋巴细胞增殖刺激指数升高,细胞免疫功能得到明显提高,已经接近正常空白组。邢玉娟等[36]探讨了中药苦芪超微粉对机体免疫功能及犬细小病毒感染治疗效果的影响,结果显示苦芪超微粉高、中、低剂量组均能显著增加免疫低下小鼠的胸腺指数和脾脏淋巴细胞的转化率(P<0.05),并能显著增加脾指数(P<0.05),提高机体细胞免疫功能。崔宇擎等[37]探索中药复合小肽(CMCSP)对肉鸡免疫功能的影响,结果显示饲料中添加CMCSP 能够显著提高雏鸡法氏囊指数与禽流感病毒抗体滴度,表明中药复合小肽能够增强肉鸡的细胞免疫功能。

2.5.2 体液免疫功能 高长曌等[37]还进行了血清溶血素检测、血清免疫球蛋白和细胞因子检测,结果发现,与模型组相比,4种中药均能提高半数溶血值,其中薏米组提高半数溶血值的效果最好,接近空白组;使用ELISA 试剂盒分别检测了血清中IgG、IFN- 及IL-12 的含量,结果发现4个试验组血清中IgG、IFN-和IL-12 的含量明显高于空白组,可见4种中药可以明显增强小鼠的体液免疫功能。刘鹏飞[38]通过ELISA方法检测了人工感染传染性支气管炎病毒(IBV)感染雏鸡药物治疗前后的血清抗体水平,研究中药介入对抗体的产生是否有影响。结果显示,麻杏石甘可溶性粉能够促进雏鸡产生抗IBV 的抗体,提高机体体液免疫功能,以高剂量组和中剂量组效果尤为显著。

2.5.3 增强免疫器官功能 杨润霞等[39]研究了黄芪、白术、防风、黄芩和五倍子等单味中药组成的3种中药复方制剂对雏鸡免疫器官的影响,结果发现给药组雏鸡免疫器官指数和血细胞数量均高于对照组。在显微镜下观察组织切片,各器官组织结构良好、无明显病变,表明3种中药复方可以增强雏鸡的免疫器官指数。谷巍等[40]研究了4 味中药对免疫抑制小鼠免疫功能和肠道菌群的影响,检测了4 味中药对免疫抑制小鼠体重、脾脏和胸腺指数、血液指标、分泌型免疫球蛋白A(sIgA)、IgG 及肠道菌群的影响,结果显示,与模型组相比,党参、乌梅、蒲公英及石榴皮可以显著提高免疫抑制小鼠体重(P<0.05),其中乌梅组效果最好;此外,党参、乌梅、蒲公英和石榴皮可以显著提高免疫抑制小鼠的免疫器官指数(P<0.05)。

2.5.4 吞噬细胞功能 杨宇等[41]使用环磷酰胺所致的小鼠免疫抑制模型,探讨了丹参-苦参提取物对免疫缺陷小鼠的免疫调节作用机制。结果显示,丹参-苦参提取物可使环磷酰胺导致的吞噬细胞功能下降得到明显逆转,当丹参-苦参提取物浓度大于2.5 g/L 时就可以显著促进小鼠单核巨噬细胞的增殖,当丹参-苦参提取物浓度为10 g/L 时能够明显促进Bcl-2、Bcl-2L1 和CCNN1mRNA的表达。这些结果表明,丹参-苦参提取物可能通过影响小鼠的吞噬细胞功能来影响环磷酰胺所导致的免疫抑制,增强机体免疫功能。曹礼静等[42]采用环磷酰胺人工建立小鼠免疫低下模型,通过检测各组小鼠腹腔巨噬细胞吞噬功能,筛选能够提高免疫抑制小鼠免疫水平的中药复方,结果显示,与模型组比较,复方高、中、低剂量组小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬率、吞噬指数均显著升高(P<0.05)。

2.6 抗寄生虫作用

畜禽养殖的主要病原包括寄生虫,目前我国使用的化学合成药物大都有一定的副作用,当前已经有许多抗寄生虫中草药制剂被应用到生产中,并取得了显著的疗效。陈公武等[43]报道由柴胡、绞股蓝、地榆及常山等组成的一种纯中药制剂(鸡球宝)的抗球虫指数达到160 以上,并且其抗球虫指数明显高于地克珠利组,为选择中药鸡球宝作为鸡抗球虫药提供了依据。蒋柏荣等[44]研制的雷丸驱虫灵可以有效驱除鸭矛形剑带绦虫。张慧[45]采用中药雷丸与阿苯达唑片进行驱除莫尼茨绦虫卵试验,结果表明,二者都具有明显的驱除绦虫的效果(P<0.05),说明中草药雷丸粉与西药阿苯达唑片对绵羊绦虫的驱除效果相当。

3 中兽药在畜禽养殖业中的应用

3.1 防治畜禽疾病

中兽药目前已被广泛应用于防治畜禽疾病。徐道修[46]通过建立小鼠腹泻模型来考察郁金散水煎剂的治疗效果,结果显示,腹泻小鼠各种炎性细胞含量降低,表明郁金散水煎剂可能是通过减少炎性细胞的产生来治疗腹泻。他们还选用仔猪黄痢临床病例进行治疗,结果表明,高剂量郁金散水煎剂的治愈率比恩诺沙星组要高。刘辉[47]采用茜草以及苦参等自制中药组方,对仔猪大肠杆菌所引发的腹泻进行人工感染的防治试验,结果表明,中药组方对大肠杆菌所引发的腹泻进行治疗,治愈率高达90%。王庆光[48]选用双黄连注射液治疗猪圆环病毒病并发胸膜肺炎,结果发现,12 头仔猪康复。对患有禽霍乱的300 羽鸡用芦根、金银花、连翘和淡竹叶等组成的复方用注射器滴服,结果发现,55羽发病,24 羽死亡,276 羽存活。

3.2 提高畜禽生产性能

刘春龙等[49]选用150 头妊娠母猪进行分组试验,通过测定仔猪的各项生长性能指标,研究中药制剂“胃脾健”对母猪生长繁殖性能的影响。结果表明,在妊娠母猪日粮中添加中药制剂胃脾健可使母猪繁殖性能得到显著提高,妊娠母猪的临床表现也得到了显著改善,并提高了仔猪的断奶体重与成活率。

孟昭卫等[50]采用单因子设计方法,观察中草药添加剂是否对海兰褐蛋鸡生产性能以及激素分泌有着正向促进作用。结果显示,试验组产蛋率比对照组提高了8.1%,蛋重增加了3.77 g,料蛋比下降了10.37%,并且试验组蛋鸡血清中促卵泡生成素(FSH)、促黄体生成素(LH)、雌二醇(E2)孕激素(P)和胰岛素生长因子(IGF-I)含量均得到了显著提高,提示中草药添加剂提高产蛋性能可能通过促进生殖激素的分泌来实现。

卢洪彬等[51]在奶牛预产期前15 d 在饲料中添加中草药加味四君子散,对奶牛进行产奶量检测和乳成分常规测定,结果显示,加味四君子散可以通过提高乳腺机能的运动能力,使奶牛的产奶量得到显著提高,并且还能提高奶牛乳中蛋白质、乳脂及乳糖等营养成分的含量,降低含水量,从而提高泌乳质量。

3.3 改善畜产品品质

改善畜产品品质包括改善畜产品的气味和性状,增加营养,降低不良物质含量等。崔晓娜[52]将杜仲皮粉添加到育肥猪日粮中,研究对猪肉品质的改善效果。结果表明,杜仲皮粉能够通过抗疲劳、抗衰老作用来改善猪肉养分组成,主要表现在能够提高猪肉蛋白质和矿物质水平,降低脂肪及胆固醇的含量,并且还可以有效延缓猪肉pH 的下降速度,提高猪肉系水力和嫩度,改善猪肉品质。崔晓娜等[53]还研究了在肉鸡饲料中添加红景天是否能够促进肉鸡抗氧化性能增强以及鸡肉风味物质的改变,结果显示,红景天能通过有效降低血清中MDA 的含量,提高血清中SOD、GSH-Px 的水平来提高肉鸡的抗氧化性能;此外,红景天还可以显著改善鸡肉中风味物质构成,提高鸡肉中主要呈味物质的种类和含量,降低1-辛烯-3-醇含量。

3.4 调节畜禽免疫

现代研究表明,中兽药中的滋补强壮类药物和部分祛邪类药物有助于动物改善免疫反应低下症状,从动物机体的感觉神经、体液和细胞分子水平进行全方位调节,从而起到良好的免疫调节作用,提高动物机体免疫系统功能[54]。王庆光[48]对猪败血型链球菌病的23头猪使用桂柴黄注射液,同时采用等量水牛角、生地、芍药、丹皮、元参、麦冬、丹参及金银花等灌服,结果表明,4 头种母猪及8 头架子猪康复,11 头死亡。康复后对12 头猪进行免疫接种并进行检测,免疫效率达100%。陈宝岩等[55]、汪勇等[56]的兽医临床试验表明双黄连注射液可以显著增强家畜的抵抗力,有效治疗母猪子宫内膜炎,并且对家畜无毒副作用。

4 小结

中兽药是我国兽医药学的宝贵遗产,是中华民族优秀文化遗产的重要组成部分,已有几千年的悠久文化历史。中兽药产品的使用很大程度上弥补了疫苗和化学药品防治动物疫病的不足,不仅可以有效防治动物疫病,而且还能大幅降低动物性产品的药物残留、毒副作用。中兽药及其新产品已经为畜禽养殖生产中作出了巨大的贡献,在全社会大力提倡安全和绿色食品的今天,中兽药在促进动物疾病的防治方面将继续发挥重要作用。

然而,由于中药材成分的复杂性和其产品检测技术的局限性,不能准确评价和控制其质量,严重制约中兽药制剂的标准化、现代化和国际化。因此,国家应加强对中兽药专业技术人才的教育与培养,严格把关药物来源,利用高科技研发中兽药制剂,使中兽药研究不断深入发展,推出更加高效、优质的中兽药制剂。

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