李代英，侯宇，張奎遠，王厚偉 綜述；呂榮菊 審校

（山東中醫(yī)藥大學藥學院 中藥系，山東 濟南 250030）

·綜 述·

中藥抗耐藥性菌作用及機制研究進展*

李代英，侯宇，張奎遠，王厚偉 綜述；呂榮菊 審校

（山東中醫(yī)藥大學藥學院 中藥系，山東 濟南 250030）

抗生素作為臨床中最為重要的抗菌手段之一，目前隨著耐藥性菌的出現(xiàn)和擴散，其在醫(yī)療應用上受到了一定的限制。中藥種類豐富且安全性高，為解決細菌耐藥性問題提供了新途徑和新思路，該文針對細菌耐藥性的產(chǎn)生機制，將現(xiàn)階段中藥逆轉(zhuǎn)細菌耐藥性的研究進展進行總結。

中藥；細菌；耐藥性

從青霉素發(fā)現(xiàn)至抗生素大量進入臨床，細菌的耐藥性問題在抗生素治療上亟待解決。細菌因其增殖迅速、耐藥譜廣及膜結構易變等問題，在治療中面臨著許多挑戰(zhàn)?？股仄鹗妓幮Я己?，但一定時間后因細菌耐藥性的產(chǎn)生而在治療中受到限制，例如常見耐藥菌中革蘭陰性菌、金黃色葡萄球菌和肺炎鏈球菌對青霉素表現(xiàn)出相應耐藥性[1]。耐藥性一旦出現(xiàn)，不僅會遺傳給下一代細菌，而且會傳遞給其他細菌。近期的臨床應用中，新型抗生素研發(fā)進展的緩慢與耐藥性菌種類的迅速增多的矛盾不斷凸顯。為了解決這一問題，除了需要對抗生素的使用進行規(guī)范外[2]，還需要尋找具有逆轉(zhuǎn)細菌耐藥性的藥物。目前，中藥種類繁多來源豐富，在逆轉(zhuǎn)細菌耐藥性方面日益成為國際研究熱點[3]。現(xiàn)階段的研究發(fā)現(xiàn)，中藥對耐藥性菌的治療作用效果良好，清熱解毒類的中藥在該方面表現(xiàn)突出[4]，中藥的應用價值和對抗耐藥性菌的可行性已在研究實驗中充分體現(xiàn)。本文總結近年來中藥抗細菌耐藥性方面相關研究，以期在實驗研究方面提供一定方向。

1 細菌耐藥性產(chǎn)生的生理機制

1.1 細菌耐藥的生物學產(chǎn)生機制

抗生素耐藥性是指部分微生物亞群體在暴露于抗生素的條件下仍能生存的現(xiàn)象。首先，細菌在和抗生素作用過程中，逐漸改變細胞內(nèi)滅活酶和鈍化酶的活性[5]，通過改變質(zhì)膜的通透性等方式來限制抗生素在細胞內(nèi)的濃度[6]，使之無法發(fā)揮抗菌作用。其次，細菌通過改變體內(nèi)與抗菌藥物相作用的靶位結構，使其與抗菌藥物解聚。如通過使編碼青霉素結合蛋白（penicillin binding proteins,PBPs）的基因產(chǎn)生變異，而使結合蛋白的數(shù)量、種類發(fā)生變化[7]，從而產(chǎn)生耐藥性。另外，代謝途徑的改變也是耐藥性產(chǎn)生的重要途徑，例如：形成代謝拮抗劑與藥物爭奪靶酶，從而獲得對藥物的耐受性。

在目前的臨床治療中，革蘭氏陰性菌等具有生物膜的細菌是最為棘手的耐藥性菌，細菌分泌大量糖蛋白將細菌包裹起來，使抗生素無法進入，其生物膜使絕大多數(shù)抗生素無法進入細菌內(nèi)，或者使其殺死一部分細菌，而另一部分存活下來。其他的機制包括通過主動外排作用[8]，以及細菌細胞膜通透性的改變均可使細菌產(chǎn)生相應耐藥性[9]。

1.2 細菌耐藥的遺傳學產(chǎn)生機制

細菌對抗生素的敏感性及抗耐藥性由細菌中包括質(zhì)粒在內(nèi)的遺傳物質(zhì)決定，分為染色體耐藥性和質(zhì)粒耐藥性。染色體耐藥性由細菌基因染色體變異產(chǎn)生，一般只對一種抗生素表現(xiàn)出耐藥性。質(zhì)粒是細菌染色體外的DNA，攜帶遺傳信息，目前認為，質(zhì)粒耐藥性為細菌耐藥性的主要遺傳方式，其中攜帶抗性基因的質(zhì)粒稱為R質(zhì)粒[10]。在金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、沙門氏菌及銅綠假單胞菌等耐藥菌中均發(fā)現(xiàn)R質(zhì)粒的存在[11]。

通過對大腸埃希菌耐藥性的研究發(fā)現(xiàn)，是質(zhì)粒中的遺傳物質(zhì)產(chǎn)生了細菌的大部分耐藥性。質(zhì)粒通過多樣的方式在菌株之間進行快速的轉(zhuǎn)移，使具有耐藥性的遺傳物質(zhì)在菌株間廣泛而迅速地進行傳播。目前研究的主要菌種尤其以大腸桿菌為代表，以及金黃色葡萄球菌、沙門氏菌及銅綠假單胞菌等都含有R質(zhì)粒，而更容易產(chǎn)生耐藥性。這些細菌在現(xiàn)階段的臨床上是抗生素手段難以對抗的主要細菌，造成了極大的危害，在研究過程中應多以重視。此外，寄生于細菌內(nèi)的噬菌體病毒亦可通過在宿主菌中的轉(zhuǎn)移而引起遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。

2 中藥抗耐藥性細菌的機制研究

2.1 消除或逆轉(zhuǎn)耐藥質(zhì)粒

細菌的耐藥性與R質(zhì)粒上的基因有關。質(zhì)粒是細菌內(nèi)染色體外閉合環(huán)狀雙鏈DNA分子并可獨立復制，攜帶耐藥性基因通過多種方式在其他質(zhì)?；蛉旧w間進行高頻轉(zhuǎn)移，使正常菌株獲得具有耐藥性的遺傳物質(zhì)，廣泛而迅速地傳播耐藥性。細菌通過質(zhì)粒得到外源性耐藥基因，從而獲得耐藥性。中藥通過消除細菌內(nèi)有耐藥性基因的質(zhì)粒讓細菌失去耐藥性，比如黃芩苷與耐慶大霉素和環(huán)丙沙星聯(lián)用，能恢復鮑曼不動桿菌對慶大霉素和環(huán)丙沙星的敏感性，使耐藥菌最低抑制濃度下降，證明黃芩苷具有消除鮑曼不動桿菌的低耐藥菌株中質(zhì)粒的作用，使耐藥菌的最低抑制濃度（minimum inhibitory concentration,MIC）下降至敏感水平[12]。非誘導的雜環(huán)化合物具有一定化學環(huán)性結構，通過特異性的結合質(zhì)粒的DNA分子，使相關酶無法發(fā)揮作用，抑制其耐藥基因的復制，從而消除質(zhì)粒介導的耐藥性[13]。

國外研究已經(jīng)尋找到了通過誘變來消除質(zhì)粒耐藥性從而使抗菌藥物發(fā)揮效果的物質(zhì)，但是毒性太大，不宜對人體使用。而我國中藥，尤其是清熱解毒、清熱燥濕類的藥物對質(zhì)粒消除上有突出的表現(xiàn)。測定結果表明，五倍子提取液消除細菌中質(zhì)粒條帶的效果明顯，質(zhì)粒條帶丟失的消除子對抗菌藥物的耐藥性顯著降低，同時，不同中藥消除劑對同一菌株的質(zhì)粒的消除效果具有差異性，同種中藥不同有效成分對耐藥質(zhì)粒消除效果也存在差異性[13]。通過消除具有耐藥基因的質(zhì)粒來消除細菌耐藥性已成為中藥抗耐藥性菌的一種重要途徑，中藥因其復雜的作用效果在消除質(zhì)粒方面相比化學藥物有天然的優(yōu)勢，但其在分子水平上的研究有待進一步的開展。

2.2 中藥抑制β-內(nèi)酰胺酶的活性

β-內(nèi)酰胺類抗生素是現(xiàn)階段臨床最常用的抗菌藥物，其作用靶位是青霉素結合蛋白（PBPs）。這類抗生素細菌耐藥的原因之一是由于β-內(nèi)酰胺類抗生素會被生物體內(nèi)的β-內(nèi)酰胺酶水解或降低活性。研究發(fā)現(xiàn)，葡萄球菌、肺炎鏈球菌和銅綠假單胞菌等革蘭氏陰性細菌的耐藥性皆主要由青霉素結合蛋白的改變而引起。雙黃連、清開靈作為清熱解毒類藥物可以降低β-內(nèi)酰胺酶活性，此外雙黃連與清開靈具有一定的治病療效，可以抑制肺炎雙球菌、乙型溶血性鏈球菌及銅綠假單胞菌，同時具有廣譜抗菌作用[14]。丹參素和丹參酮II A對超廣譜β-內(nèi)酰胺酶大腸埃希菌和金黃色葡萄球菌的敏感菌株及耐藥菌株均具有較強的抑菌作用（對超廣譜β-內(nèi)酰胺酶大腸埃希菌MIC 0.040～0.197 mg/ml，對金黃色葡萄球MIC 0.010～0.023 mg/ml），重樓皂苷、大黃蒽醌、黃芩黃酮和敗醬草皂苷具有一定的抑菌作用（對超廣譜β-內(nèi)酰胺酶大腸埃希菌MIC 2.500～10.918 mg/ ml，對金黃色葡萄球菌MIC 1.250～5.888 mg/ml），白頭翁皂苷、大血藤鞣質(zhì)的抑菌作用較弱（對超廣譜β-內(nèi)酰胺酶大腸埃希MIC 30.000～217.796 mg/ml，對金黃色葡萄球菌MIC 10.000～18.329 mg/ml）。外來物種，如典型的非中藥土密薇甘菊的提取物也發(fā)現(xiàn)具有抑制β-內(nèi)酰胺酶的效果[15]。超廣譜耐藥菌的β-內(nèi)酰胺酶的活性在中藥復方中的三黃湯、五味消毒飲與黃連解毒湯的作用下受到顯著的抑制作用[16-17]。由目前的研究可知，中藥尤其是復方制劑及其黃酮類、萜類提取物具有抑制β-內(nèi)酰胺酶活性的作用。

2.3 抑制外排泵而產(chǎn)生的抗耐藥性

藥物外排泵在臨床上的耐藥菌種中廣泛存在，是細菌多重耐藥性產(chǎn)生的重要來源之一。細菌通過外排泵將抗生素排出體外，使抗生素無法在細菌體內(nèi)達到有效濃度從而獲得耐藥性。部分中藥的有效成分具有抑制細菌外排泵作用的效果，以此消除細菌的耐藥性。目前主要靠外排機制而對氟喹諾酮類藥物耐藥的細菌，在氟喹諾酮類藥物與丹參、黃連的有效部分提取液共同作用時其耐藥率明顯下降[18]。復方清熱顆粒含藥血清可以明顯增加環(huán)丙沙星對鮑曼不動桿菌的敏感性；復方清熱顆粒含藥血清增加環(huán)丙沙星對鮑曼不動桿菌敏感性的作用機制之一是抑制鮑曼不動桿菌的外排泵[19]。此外，小檗堿提取物可以增加耐藥菌菌體內(nèi)乳酸環(huán)丙沙星的蓄積，且表現(xiàn)出良好的外排抑制作用[20]。多種中藥對鮑曼不動桿菌單獨作用也都有不同程度的抑菌作用，黃岑和連翹的抑菌作用最強，金銀花、大青葉及黃連等其他清熱解毒類中藥的抑菌作用稍弱[21]。中藥及其有效成分通過抑制細菌外排泵作用的機制對耐藥性菌產(chǎn)生了顯著的效果，值得開展進一步的研究。

2.4 中藥改變細胞膜的通透性與消除生物膜

部分細胞可以阻止抗生素進入內(nèi)部或使其無法到達作用靶位，而中藥使細菌細胞膜通透性增加使抗生素通過，或中藥抑制細菌生物膜的形成以消除破壞細菌生物膜。中藥如黃岑水煎液處理后的銅綠假單胞菌黏附顯著減少，抑制了細菌生物膜的形成。黃岑水煎液單獨使用對銅綠假單胞菌無殺菌作用，但是實驗發(fā)現(xiàn)，無論早期還是成熟生物膜均明顯減少。黃岑中的黃酮類化合物如黃酮苷、黃酮素等化合物對生物膜消除的分子機制和有效成分有待進一步的研究[22]。近期研究發(fā)現(xiàn)若要進入其細菌細胞內(nèi)，需通過其孔蛋白通道進入，則須滿足3個條件，化合物必須具有不受其他的分子組分阻礙的氨基；化合物必須剛性以透過孔蛋白通道而不留下；化合物必須具有接近于平直的球形結構[23]。因此絕大多數(shù)化合物都無法通過孔蛋白通道進入細菌細胞內(nèi)，而中藥與化學藥物聯(lián)用對生物膜具有良好的消除作用，例如苦參水煎液與環(huán)丙沙星聯(lián)合應用對銅綠假單胞菌生物膜的抑菌活性有顯著增加[24]，同時有研究發(fā)現(xiàn)苦參與頭孢他啶合用也有明顯的增效作用[25]。提取于金銀花中的綠原酸物質(zhì)具有提高耐藥金黃色葡萄球菌的細胞膜通透性的功效，從而提高金黃色葡萄菌對青霉素的敏感性，起到逆轉(zhuǎn)細菌耐藥性的效果[26]；目前細菌耐藥的形勢下，因生物膜的屏障保護作用而耐藥的細菌已成為治療上的一大難題，中藥及其有效成分改變細菌細胞膜的通透性尤其對生物膜的抑制與消除作用具有良好的前景與迫切的重要性，值得進一步研究。

3 總結與展望

中藥具有來源豐富、種類繁多及資源豐富等優(yōu)點。中藥抗細菌耐藥性的研究中單一中藥逆轉(zhuǎn)或消除細菌耐藥性為主要內(nèi)容。目前中藥抗耐藥性研究中存在以下問題：中藥抗耐藥性菌的具體機制不明確，目前的研究旨在明確某一藥物所含成分是否有對耐藥性菌的逆轉(zhuǎn)或消除效果，對于藥物的分子作用機制和作用靶點并沒有深入探究。單一中藥的分子水平作用機制的研究，并非單一地發(fā)揮治療效果，而是復雜的復合機制發(fā)揮效果。例如研究實驗中發(fā)現(xiàn)雙黃連粉針劑既具有消除耐藥質(zhì)粒的作用，又具有抑制β-內(nèi)酰胺酶的能力，還能破壞大腸埃希菌細胞膜結構的完整性[27]。中藥復雜的復合機制是中藥抗耐藥性菌研究的重要方向。

中藥抗耐藥性的研究內(nèi)容單一，目前的研究對于藥物體內(nèi)的藥物代謝動力學研究和生理變化相對欠缺，進行研究的耐藥菌種單一，主要對象是大腸桿菌、金黃色葡萄糖球菌及銅綠假單胞菌等，研究范圍有待拓展。研究多為單一中藥的抗耐藥菌效果，且對中藥抗菌作用的研究主要集中在清熱解毒與清熱涼血藥，而體現(xiàn)中藥綜合應用和辯證精神的復方制劑的研究文獻不足，諸如黃連、黃芩及黃柏等，而補虛藥、理血藥及瀉下藥等[28-29]具有抗菌潛力的藥的研究有待進一步開展。

中藥的綜合應用、復雜的作用機制和不易出現(xiàn)耐藥性的特點正是中藥的優(yōu)勢所在，雖然目前的研究不足，但是中藥的應用具有廣闊的前景毋庸置疑，是未來研究發(fā)展的重要方向。

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Reseach progress on mechanism of anti-drug resistance of traditional Chinese medicine*

LI Daiying,HOU Yu,ZHANG Kuiyuan,WANG Houwei,LV Rongju
(College of Pharmacy,Shandong University of Traditional Chinese Medicine,Jinan,Shandong 250030,China)

Antibiotics,one of the most important antibacterial means in clinical practice,have been limited to a certain extent in the medical applications with the emergence and spread of drug-resistant bacteria.Traditional Chinese medicine's rich variety and high safety provide the new mentality and method to solve the problem of bacterial resistance.Based on the mechanisms of the bacterial drug resistance,this paper summarizes research and progress on traditional Chinese medicine (TCM) reverse bacterial resistance at present stage.

traditional Chinese medicine; bacteria; drug resistance

R2-031 文獻標識碼：A

10.19338/j.issn.1672-2019.2017.11.005

2017-07-16

山東省自然科學基金(ZR2013HM035)

王厚偉,E-mail:houweiw@163.com

（張立芳 編輯）