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多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida,Pm)引起的牛巴氏杆菌病是一种急性、热性、高度致死性传染病。临床症状表现为牛出现皮下、脏器的黏膜出血性败血症、肺炎以及急性肠胃炎。按照荚膜抗原进行分类,可将多杀性巴氏杆菌分为A、B、D、E和F等5个类型,荚膜A型Pm主要引起牛呼吸系统疾病,而牛出血性败血症主要由荚膜B型Pm引起。目前,牛源巴氏杆菌病的治疗主要依赖于抗微生物药物,但随着抗微生物药物的长期使用不可避免地出现耐药性问题。为此,我们设计新型药物组合,通过联合治疗方法给出多杀性巴氏杆菌引起的牛呼吸系统疾病的治疗方案。在众多抗微生物药物当中,环丙沙星的杀菌作用主要是抑制IIA型拓扑异构酶(DNA螺旋酶和拓扑异构酶IV)的表达,使得细菌的生长和DNA合成受到抑制,从而杀灭细菌;四环素的抗菌机制是与细菌核蛋白体30S亚单位在A位特异性结合,阻止氨基酰-tRNA在该位置上的联结,从而阻止肽链延伸和细菌蛋白质合成,有报道表明四环素也是一种自溶(Autolysis)诱导剂,细菌自溶作用是菌体细胞的自我毁灭行为,加速溶酶体将酶释放出来将自身细胞降解,四环素对牛源巴氏杆菌的自溶诱导能力更值得探索;硫利达嗪是一种临床用于治疗焦虑症的药物,有研究表明硫利达嗪能够有效地抑制细菌的外输泵,促进抗微生物药物进入菌体细胞内部。本研究从体外和体内两个角度,考察以环丙沙星为主药,四环素与硫利达嗪为辅药的新型药物组合的设计、体内外安全性评价及其抗牛源多杀性巴氏杆菌的药效学和药动学,旨在为其进一步临床应用的可能性提供依据。首先,我们确定了药物组合的体外药效学及药物组合中环丙沙星、四环素及硫利达嗪的最适成分比例,并且考查了药物组合的体内外安全性。为了进行体外药效学研究及确定药物组合的最适成分比例,我们运用微量肉汤稀释法药敏试验对10株临床分离的牛荚膜A型Pm进行单药、双药联合以及三药联合的最低抑菌浓度(MIC)以及分级抑菌浓度指数(FICIs)测定。结果显示:被检测牛荚膜A型Pm菌株的单药MIC分别为:环丙沙星(832μg/mL)、四环素(256512μg/mL)、硫利达嗪(128512μg/mL);有显著协同抗牛多杀性巴氏杆菌作用时,环丙沙星、四环素和硫利达嗪联合用药的FICIs为0.0120.500,组合物中环丙沙星、四环素和硫利达嗪的浓度分别为0.252μg/mL、0.5μg/mL、0.5μg/mL,即较单独用药的抗菌活性提高了4128倍,我们选择环丙沙星、四环素和硫利达嗪1:1:1的最适比例作为联合用药组方进行后续所有的研究工作。接下来,为了评价药物组合的体内外安全性,我们还进行了体外细胞毒性和体内急性毒性试验。药物组合浓度分别为低(9μg/mL)、中(18μg/mL)、高(27μg/mL)作用48 h后,使用MTT法检测药物组合的细胞毒性。药物组合处理的非洲绿猴肾细胞(Vero细胞),其细胞相对增殖率(RGR)均大于85%,表明该药物组合对正常细胞株的毒性较小。急性毒性试验结果表明,药物组合单次给药量9mg/kg、18 mg/kg、27 mg/kg时,不能引起小鼠的死亡,未能测出其半数致死量(LD50),使用最大剂量(Cmax27 mg/kg,Vmax0.4 mL)给小鼠灌胃一次,结果发现小鼠无死亡现象,表明该药物组合在体内具有良好的安全性。上述结果表明,由环丙沙星、四环素和硫利达嗪以1:1:1比例组成的药物组合值得进一步开展体内药效学和药动学研究。其次,为了进一步进行药物组合对牛荚膜A型Pm的体内药效学研究,我们建立了由牛荚膜A型Pm感染的小鼠肺炎模型。因为有试验证明小鼠对牛荚膜A型Pm高度易感,是理想的实验动物攻毒模型。小鼠接种牛荚膜A型Pm后出现急性死亡的特征,可以以“健活/死亡”作为指标进行评价。我们考查了药物组合对牛荚膜A型Pm感染小鼠的临床症状、组织载菌量、组织病理、免疫因子等的影响。结果显示:针对牛荚膜A型Pm感染的肺炎模型小鼠,通过筛选出的最适浓度药物组合(环丙沙星、四环素和硫利达嗪均为9 mg/kg)经口服连续给药治疗三天,显著降低肺湿干重比值,有效缓解肺水肿,说明药物组合可以显著减轻牛多杀性巴氏杆菌感染的临床症状;与空白试验组对照时,药物组合显著降低小鼠肺部载菌量,充分说明了此药物组合在体内的杀菌效果良好;病理组织学结果表明,药物组合明显地减弱了牛多杀性巴氏杆菌导致的肺损伤,可以有效缓解局部炎症;炎性因子TNF-α、IL-6、IL-1β和IL-18的含量检测试验证明,药物组合可以有效缓解牛多杀性巴氏杆菌引起的肺部炎症反应。综合上述结果表明,药物组合有显著的抗牛荚膜A型Pm的体内药效学作用。最后,为了考查药物组合各成分分别在血浆中的体内药代动力学过程,我们利用高效液相色谱法(HPLC)检测了不同时间点小鼠血浆中各药物的浓度。结果显示:各药物在体内代谢迅速,在1545 min内达到峰值,各药物在体内停留8 h左右达到最低值,24 h后血浆中检测不到。其中,在三个药物中环丙沙星达到峰值的浓度最大,为1.00μg/mL;在三个药物中硫利达嗪达到峰值所需时间最长,为45 min。这些药代动力学结果为由环丙沙星、四环素和硫利达嗪组成的药物组合临床治疗多杀性巴氏杆菌病的合理用药提供了重要参考。综上所述,本研究从药物安全性评价、体内和体外药效学、药动学等方面对环丙沙星、四环素和硫利达嗪组成的药物组合进行了系统分析。结果表明,由环丙沙星、四环素和硫利达嗪组成的治疗牛多杀性巴氏杆菌引起的牛呼吸系统疾病的新型药物组方,杀菌能力强、治愈效果好、代谢完全,此抗菌药物组合物具有很好的临床开发前景。