伍 濤陳 勇
(1重慶市畜牧科學(xué)院,重慶 402460;2重慶市榮昌區(qū)雙河街道獸醫(yī)站,重慶 402460)
金霉素(Chlortetracycline)屬四環(huán)素類藥物,飼料級金霉素產(chǎn)品主要成分為金霉素鈣鹽,是目前我國飼料中添加量最大的抗生素之一[1]。課題組在前期研究中,為金霉素引入了一些具有生物學(xué)活性的金屬元素進行配位,制備了鋅、鎂、銅和鈷4個金霉素金屬鹽,并對其結(jié)構(gòu)表征、穩(wěn)定性、生物活性、藥物安全性等進行深入研究,獲得了一些研究成果[2]。在本試驗中,比較了制備的4種金霉素金屬鹽與現(xiàn)有飼料級金霉素鈣鹽產(chǎn)品在豬體內(nèi)的生物利用度,并通過對育肥豬生長性能的研究,篩選出現(xiàn)有飼料級金霉素的最佳換代產(chǎn)品。
通過考察鋅、鎂、銅和鈷4種金霉素配合物在健康豬體內(nèi)的釋藥特征,并與金霉素鈣鹽比較,分析得出制備的4種金霉素金屬鹽的相對生物利用度。
1.1.1 試驗動物及分組
選取胎次、日齡、長勢一致的健康架子豬(體重25~30 kg/頭)30頭,隨機分為鋅鹽、鎂鹽、銅鹽和鈷鹽4個試驗組、金霉素鈣鹽對照組和空白對照組,共6組,每組各5頭。采用ELISA測定血清中的金霉素濃度。
1.1.2 試驗藥物
金霉素鈣鹽購于河南省駐馬店市某公司,4種金屬鹽為實驗室合成。金霉素ELISA試劑盒購于上海某公司。
1.1.3 預(yù)飼期
預(yù)飼期7天,采用不含任何抗生素的粉料,每天定點飼喂。
1.1.4 藥物添加量
考慮到我國在飼料中允許的金霉素添加量僅為75 mg/kg,同時金霉素ELISA試劑盒的檢測下限為0.05μg/kg,再結(jié)合Nielsen等[3]的研究,本試驗采用一次性給藥方式,加藥量為每頭試驗豬10 mg/kg·bw(以金霉素含量計)。
試驗期間所有試驗豬禁食,自由飲水。采血時間點分別為投藥后的第0小時、0.5小時、1小時、1.5小時、2小時、3小時、4小時、5小時、6小時、8小時、10小時、12小時、14小時、16小時、18小時、21小時、24小時,共17次。采血方法為豬前腔靜脈取血,每次采血4~5 mL,分離血清后低溫保存?zhèn)溆谩?/p>
嚴格按照金霉素ELISA試劑盒說明書進行含量檢測,并根據(jù)各組試驗豬血清中金霉素含量,繪制血藥濃度—時間曲線(圖1)。同時,采用DAS 2.0藥代動力學(xué)分析軟件計算各組給藥后的藥代動力學(xué)參數(shù)(表1)。
圖1 配合物的藥時曲線圖
各組擬合方程分別為C=1.92e-0.11t-2.40e-0.38t(鈣鹽對照組),C=2.18e-0.093t-3.16e-0.82t(鋅鹽),C=2.24e-0.10t-2.92e-0.59t(鎂鹽),C=2.25e-0.12t-2.53e-0.33t(鈷鹽),C=1.42e-0.092t-1.81e-0.35t(銅鹽)。用1室、2室模型分別模擬藥物在體內(nèi)的過程,結(jié)果顯示,4種配合物與對照組均符合一級吸收一室模型,即金霉素配合物吸收較為迅速,血藥濃度在較短時間達到最大值,該結(jié)論與Nelson的研究結(jié)果相似[4]。用Turkey HSD檢驗法對各組藥物代謝動力學(xué)參數(shù)進行比較分析得到以下結(jié)果。
1.3.1 半衰期(T1/2)
藥物在代謝階段,4種配合物和對照組的半衰期基本一致,無顯著差異(>0.05),基本半衰期保持在6~8小時之間。這可能是由于配合物在胃腸道中分解成為金屬離子的游離形式(或相似分子形式),再吸收入血引起的[5],因此各組藥物在動物體內(nèi)的半衰期基本保持一致。
1.3.2 表觀分布容積(V1)
在假設(shè)生物利用度均為F=100%的情況下,只有銅鹽組表觀分布容積與其他組存在顯著差異(<0.05),說明銅離子配位金霉素會導(dǎo)致其在血清中濃度減小。這可能是由于配合物進入血液中被分解,配位的銅離子與血清白蛋白結(jié)合能力較強,競爭抑制了金霉素分子與白蛋白的結(jié)合,使金霉素分子在組織中的分布較廣、作用較強[6]。另外3個試驗組的配合物主要存在于血漿中,組織分布相對較少,作用時間相對較長,這可能是由于動物口服這3種配合物后,藥物與血清白蛋白的結(jié)合能力較強,血漿駐留時間較長引起的。
1.3.3 血漿清除率(CL)
與其他組相比,鋅鹽組血漿清除率較低,這說明鋅配合物不易被機體清除,這可能是由于鋅配合物進入機體與蛋白分子有一定的結(jié)合,且其中的鋅離子可以增加血漿中蛋白的含量,從而進一步提高了藥物與分子結(jié)合程度,最終抑制了金霉素在動物體內(nèi)的代謝排出過程[7]。
1.3.4 吸收速率常數(shù)(Ka)
分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),只有鋅鹽組吸收速率常數(shù)值與對照組及3個試驗組存在極顯著差異(<0.01),而另外3個試驗組吸收速率差異不顯著(>0.05)。這說明,鋅鹽相對于其他4個配合物,動物口服后藥物達峰時間更短,吸收更迅速。
1.3.5 最大血藥濃度 (Cma)x
在口服相同劑量藥物的情況下,鋅配合物最大血藥濃度明顯高于對照組和其他3個試驗組,經(jīng)顯著性分析證實,只有鋅鹽組與對照組最大血藥濃度存在顯著差異(<0.05)。這說明鋅配合物可以顯著提高金霉素在動物體內(nèi)的有效濃度。
表1 金霉素配合物的藥代動力學(xué)參數(shù)對比表
1.3.6 相對生物利用度(F0-)t
經(jīng)過顯著性分析,除銅鹽組外,其他3個試驗組的相對生物利用度與對照組結(jié)果相比都有所提高,其中只有鋅鹽組AUC0-t顯著大于對照組(<0.05),相對生物利用度達138%。進一步證實了鋅離子的配位會對金霉素在動物體內(nèi)的吸收過程有一定的促進作用,提高了金霉素的生物利用度。
通過對比研究在育肥豬日糧中添加金霉素鋅鹽、鎂鹽和鈣鹽后的促生長效果,確定最佳的飼料級金霉素優(yōu)化產(chǎn)品。
2.1.1 試驗動物
選取重慶市榮昌區(qū)七里梗豬場胎次、體重相近的70日齡的三元雜交保育豬90頭,隨機分成3個處理組,每個處理組各30頭,各處理間、組間、組內(nèi)各重復(fù)初始重?zé)o顯著差異,公母各半。試驗從70日齡開始至出欄結(jié)束。
2.1.2 試驗藥物
金霉素鈣鹽購于河南駐馬店市某公司,金霉素鋅鹽和鎂鹽為實驗室合成。
表2 金霉素配合物對育肥豬生長性能的影響
2.1.3 日糧組成
試驗全部日糧在重慶某飼料公司定制加工,不含任何抗生素。試驗期間,3個試驗組的金霉素添加量均為75 mg/kg(以金霉素含量計算)。每噸試驗日糧中玉米、麥麩、豆粕、魚粉、預(yù)混料含量分別為660 kg、110 kg、150 kg、40 kg和40 kg。
2.1.4 飼養(yǎng)管理
試驗期間,豬群飼養(yǎng)管理免疫等程序均按照養(yǎng)殖場正常管理進行,每天觀察豬只的精神狀況,分別記錄其發(fā)病和用藥情況。
2.1.5 測定指標
在試驗開始時和試驗結(jié)束時對試驗豬進行空腹稱重。計算試驗全程的平均日增重、平均日采食量和料肉比。計算公式如下:
平均日增重(ADG,g/天)=每個重復(fù)試驗期的總增重(g)÷試驗期天數(shù)(天)÷重復(fù)頭數(shù);平均日采食量(ADFI,g/天)=每個重復(fù)試驗期的總投料量(g)÷試驗期天數(shù)(天)÷重復(fù)頭數(shù);料肉比(FCR)=ADFI÷ADG
采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對所得數(shù)據(jù)進行單因素方差分析,得到3個試驗組的試驗天數(shù)、初始平均體重、末期平均體重、ADG、ADFI和FCR等數(shù)據(jù)。
由表2可知,3個組的ADG從高到低排列為鋅>鎂>鈣,其中鋅鹽組較鈣鹽組提高6.3%,差異極顯著(<0.01),而鎂鹽組較鈣鹽組提高4.7%,差異顯著(<0.05);ADFI從高到低排列為鎂>鈣>鋅,但差異均不顯著(>0.05);FCR從高到低排列為鈣>鎂>鋅,鈣鹽組與鎂鹽組相比差異不顯著(>0.05),但與鈣鹽組相比,差異顯著(<0.05)。此外,3個組在試驗期間并無明顯消化道病或呼吸道病癥狀出現(xiàn),未出現(xiàn)死亡病例,也沒有進行大規(guī)模的治療。
通過前期研究[2]和中試放大驗證,金霉素鋅鹽雖然收率略低,但在雜質(zhì)含量、體外抑菌活性和GHS急性毒性分類等方面與其他3種金霉素金屬螯合物未見顯著差異,然而金霉素鋅鹽的生物利用度是幾種金屬鹽中最高的,在臨床試驗中也表現(xiàn)出了顯著的促生長性能,并取得了良好的經(jīng)濟效益。因此,課題組將金霉素鋅鹽作為飼料級金霉素鈣鹽的最佳換代產(chǎn)品開展下一步研究。以期減少傳統(tǒng)飼料級金霉素的耐藥性,促進和拓展新型飼料級金霉素的生產(chǎn)與銷售。
[1]張憬,唐煜,梁斌.飼料中金霉素使用現(xiàn)狀分析[J].飼料研究,2016(8):45-47.
[2]伍濤,楊旭,郭紅偉,等.飼料級金霉素新品的制備[J].中國豬業(yè),2016(10):68-71.
[3]Nielsen P,Gyrd HN.Bioavailability of oxytetracycline,tetracycline and chlortetracycline after oral administration to fed and fasted pigs[J].Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics,1996,19(4):305-311.
[4]Nelson ML.Chemical and biological dynamics of tetracyclines[J].Advances in Dental Research,1998,12(2):5-11.
[5]Wrzesinski J,Brzezowska M,Szczepanik W,et al.Inhibition of the catalytic activity of transacting antigenomic δ ribozyme by selected antibiotics and their Cu2+complexes[J].Biochemical and Biophysical Research Communications,2006,349(4):1394-1400.
[6]郭明,黃鳳琴,李銘慧,等.金屬元素組與血清白蛋白的競爭結(jié)合反應(yīng)性能研究[J].無機化學(xué)學(xué)報,2014,30(7):1549-1558.
[7]呂廣宙,陸治年,丁曉明.低鋅日糧補鋅對斷奶前后犢牛免疫機能的影響[J].畜牧獸醫(yī)學(xué)報,1995,26(3):207-213.