消除大肠杆菌耐药性的中药复方研究进展

王芝超，刘 洋，吕新彪，林冬梅，朱 阵，2，张永英，2*

（1. 河北工程大学生命科学与食品工程学院，河北邯郸056000；2. 河北省禽病工程技术研究中心，河北邯郸056000）

近年来，多药耐药大肠杆菌的出现和广泛传播[1]，使抗菌药物的治疗效果越来越差。相比细菌抗性突变的速度，新药研发在周期上明显滞后。随着超级耐药菌的产生，治疗过程中不得不超剂量使用或多种抗生素联合使用；而抗菌药物的大剂量广泛使用造成细菌耐药谱增宽、动物性产品药物残留、对环境和人类健康造成污染和损害[2]。

由于大肠杆菌耐药性的广泛传播，开始研究如何消除大肠杆菌耐药性，提高其对抗菌药物的敏感性。中药在治疗细菌感染时不易产生耐药性、对机体的毒性作用较小，且复方中药具有多靶点的优势。中药在消除细菌耐药性方面的研究逐渐增多，也取得一些成绩[3]。文章对近年来中药消除大肠杆菌耐药性的研究做以下几方面的阐述。

1 中药消除大肠杆菌的耐药机制

1.1 消除大肠杆菌R质粒

大肠杆菌R质粒携带多种耐药基因，使细菌对部分抗生素产生耐药性。中药可有效消除大肠杆菌R质粒，且在疾病治疗中发挥重要作用。刘洋[4]研究表明，山楂水提取物作用8株β-内酰胺类药物耐药大肠杆菌后，其质粒条带均缺失1～3 条，耐药消除率达20%以上。张传津等[5]研究表明，苍术、金银花对多重耐药大肠杆菌R 质粒均具有消除作用，中药分别作用20 h 后，大肠杆菌对抗生素耐药率均下降6.67%。中药千里光水浸液也可消除多重耐药大肠杆菌R 质粒，质粒消除率在10%左右[6]。消除R 质粒是降低大肠杆菌耐药性主要方法之一，但耐药大肠杆菌对不同类别的中药敏感度不同，因此耐药消除率也存在差异。

1.2 抑制β-内酰胺酶活性

耐药大肠杆菌可产生β-内酰胺酶，此酶可水解β-内酰胺类抗菌药物中β-内酰胺环，从而使耐药菌对抗生素敏感性降低甚至丧失。Shrivastav等[7]研究发现，丁香油和罗勒叶对β-内酰胺酶具有很好的抑制能力，并且2种中药协同使用效果更佳。曹敏[8]研究表明，芦荟大黄素、木樨草素、苦参碱、大蒜素、香紫苏醇能抑制β-内酰胺酶活性，5种中药中芦荟大黄素抑制β-内酰胺酶效果较明显，浓度为90 μg/mL 时，可抑制81.7%的β-内酰胺酶活。中药重楼皂苷、黄芩黄酮和败酱草皂苷也能抑制产ESBLs大肠杆菌中β-内酰胺酶活性，多重耐药消除率为71.43%以上，并且最小抑菌浓度（MIC）在2.500～10.918 mg/mL之间[9]。目前，除研发可消除β-内酰胺酶的药物之外，还需寻找新抑制剂防止药物中β-内酰胺环被水解失去活性。

1.3 抑制大肠杆菌主动外排系统

主动外排系统（AcrAB–TolC）是大肠杆菌多重耐药重要机制之一，该系统将进入细胞内的药物转运至细胞外，使胞内药物浓度下降，从而逃避药物的杀伤作用达到自我保护的目的。主动外排系统使大肠杆菌对许多抗生素产生抗药性，导致治疗效果差；而中药可通过抑制大肠杆菌主动外排系统中AcrA表达量，使细胞转运能力下降，减少抗菌药物流出，有助于降低大肠杆菌耐药性的产生。Zhang 等[10]研究表明，穿心莲内酯直接抑菌作用是通过抑制多重耐药大肠杆菌外排泵表达和抗生素抗性位点恢复部分抗生素敏感性；间接抑菌作用是抑制耐药菌生物膜形成，毒力因子产生和细菌之间黏附作用及破坏细菌完整性，通过这2 种抑菌作用使其耐药性下降。Banerjee 等[11]研究表明，多重耐药大肠杆菌AG100A（AcrAB-TolC 外排泵系统突变体）以及大肠杆菌D22（EnvA1突变体）MIC 分别为125 μg/mL 和250 μg/mL，穿心莲对LPS 缺陷菌株（D22）和外排泵突变菌株（AG100A）具有一定渗透性。刘坤友等[12]研究表明，苦丁茶处理多重耐药大肠杆菌前后主动外排系统中AcrA-mRNA 表达量由5.01 下降至1.77；小飞扬草处理多重耐药大肠杆菌前后AcrA-mRNA 表达量由1.57降至0.32。

1.4 改变细胞膜通透性

大肠杆菌耐药率与细胞外膜形成能力成正比。此外，中药对具有强生物膜形成能力菌株表现出明显抑制作用，为弱化大肠杆菌耐药性提供基础。Qu等[13]研究表明，多重耐药大肠杆菌经槲皮素处理后，其β-半乳糖苷酶和碱性磷酸酶水平显著升高，大肠杆菌细胞外膜破裂。中药当归在亚抑菌浓度下，使耐药大肠杆菌变形，细胞膜结构完全破坏，出现细胞质流失[14]。张玉国[15]研究发现，黄连连续作用四环素类药物耐药大肠杆菌后，菌株细胞外膜蛋白OmpF 和OmpC 由缺失恢复表达，使耐药大肠杆菌细胞外膜黏附性下降，其耐药消除率在0.5%～19.0%之间。中药作用导致大肠杆菌细胞膜破坏，使细菌面临巨大生存压力，从而达到消除耐药性目的。

1.5 抑制耐药基因表达

大肠杆菌因携带多种耐药基因而产生耐药性。李栋[16]研究表明，五味子、黄芩、黄连可消除喹诺酮类耐药大肠杆菌PMQR 耐药基因，其中黄连消除耐药基因效果最好，3味中药对耐药基因PMQR消除效果均为高剂量组>中剂量组>低剂量组，并且高剂量组五味子和黄连对喹诺酮类耐药大肠杆菌耐药消除率在90%以上，而高剂量组黄芩耐药消除率在70%以上。张奎[17]通过对6 株β-内酰胺类耐药大肠杆菌部分耐药基因检测发现，中药苦参碱和吴茱萸碱可消除耐药基因blaTEM，从而降低β-内酰胺类耐药大肠杆菌的耐药性。中药是抑制耐药大肠杆菌中耐药基因的有效药物，通过抑制基因表达量降低耐药大肠杆菌耐药性。

2 中药消除大肠杆菌耐药性的时间及浓度依赖性

2.1 中药作用时间对大肠杆菌耐药性的影响

中药作用耐药菌时间越长耐药消除率越高，但超过一定时间其耐药效果有所下降。汪晶等[18]研究发现，五倍子作用多重耐药大肠杆菌不同时间其耐药消除率不同，作用48 h耐药消除率为3.6%，作用72 h耐药消除率为4.8%。彭苗苗[19]研究表明，黄檗处理多重耐药大肠杆菌48 h其消除率为9.5%；作用72 h其消除率为14.4%。陈群等[20]研究表明，黄连连续作用多重耐药大肠杆菌48 h 和72 h 后，其消除率由2.42%升至22.57%。中药作用耐药大肠杆菌均表现出随作用时间延长耐药消除率增加的特点，并且不同中药消除大肠杆菌耐药性最佳作用时间有所不同，通常在48～72 h间耐药消除率较高。

2.2 中药作用浓度对大肠杆菌耐药性的影响

不同中药对大肠杆菌耐药消除率均有差别，在限定时间内药物浓度越高其耐药消除率也显著升高。黄永志[21]研究发现，黄连、黄芩、五味子、艾叶可以消除多重耐药大肠杆菌耐药性。其中，黄连和黄芩耐药消除效果较明显，随药物浓度增大黄连作用大肠杆菌24 h 其耐药消除率由61.2%（1/4MIC）升至78.1%（1/2MIC）；而黄芩耐药消除率由78.1%（1/4MIC）升至82.8%（1/2MIC）。Sun 等[22]研究表明，不同浓度苦参碱对多重耐药大肠杆菌细胞外膜形成能力的抑制程度不同。在抑制ompA基因调节上1/2 MIC浓度苦参碱比1/4 MIC 浓度苦参碱抑制效果更明显，表明苦参碱在抑制大肠杆菌细胞外膜形成机制中，浓度在1/2 MIC 时引起基因下调程度比浓度在1/4 MIC 时要强。耐药大肠杆菌对不同类别的中药敏感度不同，所以表现出耐药消除率不尽相同，但与其他浓度中药相比浓度为1/2 MIC时，其耐药消除率更高，消除耐药效果更明显。

3 单味和复方中药对消除细菌耐药性的影响

3.1 单味和复方中药对耐药菌株消除率的影响

三黄汤（黄连、黄芩、大黄）在传统复方中药中具有清热解毒、燥湿功效、抑菌成分复杂，各中药之间可起到协同抑菌作用。宁官保等[23]研究发现，在亚抑菌浓度下，黄芩处理多重耐药大肠杆菌24 h，其耐药消除率为4%；处理48 h，其耐药消除率为6%。黄连处理多重耐药大肠杆菌24 h，其耐药消除率为3%；处理48 h，其耐药消除率为4%。大黄处理多重耐药大肠杆菌24 h，其耐药消除率为2%；处理48 h，其耐药消除率为3.5%。由这3种成分组成的三黄汤处理大肠杆菌24 h，其耐药消除率为9%；处理48 h，其耐药消除率为10%。韦嫔等[24]研究发现，在亚抑菌浓度下黄连分别处理5 株多重耐药大肠杆菌24 h，平均耐药消除率为5.34%；分别处理48 h，平均耐药消除率为7.27%。金银花分别处理5 株多重耐药大肠杆菌24 h，平均耐药消除率为2.67%；分别处理48 h，平均耐药消除率为3.47%；而连翘在亚抑菌浓度下总耐药消除率为5%。吴峥嵘[25]表明，由黄连、金银花和连翘组成的双黄连处理多重耐药大肠杆菌24 h，其耐药消除率为20.1%；时间延长至48 h，其耐药消除率为25.4%，耐药消除率随作用时间延长而升高。黄连、黄芩、黄檗、栀子这4种成分都以不同程度消除多重耐药大肠杆菌耐药性，消除耐药率在3%～6%之间。李永伟等[26]发现，将4种成分组成的黄连解毒汤浓度在0.3 g/L时对产ESBLs 大肠杆菌耐药消除率在60%～75%之间。由黄连、黄芩、黄檗、栀子组成黄连解毒汤，在配伍使用中达到增效目的，使黄连解毒汤耐药消除率高于其单味中药耐药消除率。以上研究说明，虽然单味中药和复方对大肠杆菌耐药消除率均随作用时间延长而上升；但与组成复方的单味中药相比，复方中药耐药消除率更高。

3.2 单味和复方中药对作用靶位的影响

中药复方多采用清热解毒和清热燥湿的方剂，组成上相对简单，与单味中药相比，复方作用较全、消除靶位较多。杨奇等[27]研究发现，黄连、黄芩、大黄和三黄汤消除耐药机制有所不同。当黄芩、黄连和大黄分别作用于多重耐药大肠杆菌后，均有部分质粒条带缺失，并且黄连中小檗碱可以抑制多重耐药大肠杆菌细胞膜蛋白合成；黄芩中黄酮类化合物可以消除多重耐药大肠杆菌R 质粒中耐药基因，抑制多重耐药大肠杆菌DNA和RNA形成；大黄中蒽醌衍生物可以抑制耐药菌核酸和蛋白质形成，从而达到消除耐药性目的。然而，三黄汤在消除耐药机制方面比上述3 种中药更全面。芦亚君等[28]研究表明，经三黄汤处理后多重耐药大肠杆菌β-内酰胺酶含量由0.0345 降至0.0230。舒刚等[29]研究发现，当用三黄汤处理多重耐药大肠杆菌之后，3条质粒条带均消失，质粒消除前后抗菌药物MIC均有下调趋势。尹秀玲等[30]研究表明，多重耐药大肠杆菌经加减三黄汤处理后主动外排系统中AcrA基因含量呈现明显下调的趋势。马驰[31]研究发现，当金银花、黄芩、连翘分别作用于多重耐药大肠杆菌后，所携带质粒条带均有不同程度缺失。但由这3种药物组成的双黄连不仅可以消除多重耐药大肠杆菌R质粒，还可以抑制β-内酰胺酶活性，改变大肠杆菌细胞膜通透性。吴峥嵘[25]研究表明，亚抑菌浓度的双黄连可使多重耐药大肠杆菌R 质粒浓度下降，其耐药消除率与传统消除剂相当，并且将高、中、低浓度双黄连分别作用多重耐药大肠杆菌时，β-内酰胺酶活性由初始9.52 分别降至3.81、7.54、9.08，当双黄连作用耐药菌24 h 时，大肠杆菌细胞膜结构被完全被破坏，出现细胞质流失。盐酸黄连素、黄芩总苷、大黄，在亚抑菌浓度下对多重耐药大肠杆菌耐药消除率在2%～6%之间，其中黄连素可消除多重耐药大肠杆菌耐药质粒；大黄中的蒽醌衍生物可抑制耐药菌核酸和蛋白质形成；黄芩苷可消除耐药大肠杆菌R 质粒，抑制大肠杆菌DNA 和RNA 形成[32]。朱利霞等[33]研究发现，将3 种成分组成三黄片可消除多重耐药大肠杆菌R质粒，降低β-内酰胺酶含量，其耐药消除率为31%。

由此可见，虽然单味中药对耐药菌具有耐药消除作用，但作用靶位较单一；而复方不仅可以消除耐药菌R 质粒，还可抑制β-内酰胺酶活性，并且改变大肠杆菌细胞膜通透性。表明复方比单味中药更好从多靶位消除大肠杆菌耐药性，恢复大肠杆菌对抗菌药物的敏感性。

4 结论

复方中药与单味中药相比，作用较全面并且多靶位、多方面作用，相比之下复方中药可以更好地消除大肠杆菌耐药性。但是，传统中药复方组成上相对简单，消除耐药作用靶位2～3个，存在一定局限性。在消除细菌耐药的中药方剂开发和研究中，可以尝试从消除细菌耐药机制方面，采用作用不同靶位的药物或有效成分结合中医的复方原则进行复方，这样可以从全方位、多角度的消除细菌的多重耐药性，延长抗生素使用寿命。