王 斌,李思聰,李金良,梁 歌,張 敏,袁定勝,楊 銳,李旭廷
(四川省畜牧科學研究院/動物遺傳育種四川省重點實驗室,四川成都 610066)
氟苯尼考(florfenicol,F(xiàn)FC)是甲砜霉素的單氟衍生物,其作用機制及抗菌譜與甲砜霉素、氯霉素相同,能通過抑制細菌70S核糖體,與50S亞基結合,抑制肽酰基轉移酶活性,從而抑制肽鏈的延伸,干擾細菌蛋白質的合成,因而對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌均有抑制作用。目前,氟苯尼考被廣泛應用于獸醫(yī)臨床防治革蘭氏陽性、革蘭氏陰性以及甲砜霉素耐藥性細菌病,因其抗菌譜廣、吸收良好、體內分布廣泛,在畜禽和水產(chǎn)動物的細菌性疾病防治中應用廣泛[1]。川續(xù)斷(DipsacusasperWall)是川續(xù)斷科、川續(xù)斷屬多年生草本植物,川續(xù)斷提取物主要含有生物堿、揮發(fā)油、三萜皂苷類、環(huán)烯醚萜類等成分,其中三萜皂苷類成分為川續(xù)斷的主要活性成分,川續(xù)斷中共有川續(xù)斷皂苷Ⅵ、川續(xù)斷皂苷Ⅹ、川續(xù)斷皂苷B等20種三萜皂苷類成分,具有促進骨骼生長、預防肝損傷、治療心腦血管疾病等豐富的藥理作用[2],在畜禽養(yǎng)殖上,川續(xù)斷可用于促進動物生長,提高機體的非特異性免疫功能[3]。
中草藥和西藥相互作用的研究報道很多[4],項目組近年也開展了冰片、雙黃連口服液、黃連素、黃芩苷等對氟苯尼考代謝的影響研究[5-7]。目前國內外關于川續(xù)斷提取物對西藥的影響研究較少,本文開展川續(xù)斷提取物在肉雞體內對氟苯尼考代謝的影響研究,探討可能發(fā)生的藥物動力學相互作用及其機制,補充對川產(chǎn)道地藥材川續(xù)斷的藥理學數(shù)據(jù),為挖掘川續(xù)斷的藥用價值,也為推動中西結合藥物動力學發(fā)展提供實驗數(shù)據(jù)。
1.1.1 試驗用動物 30只大恒699公雞,體重2.0 kg±0.1 kg,購自四川大恒家禽育種有限公司;飼料為不含任何抗生素和抗菌藥的全價日糧,由動物遺傳育種四川省重點實驗室配置。
1.1.2 主要儀器 UltiMate3000高效液相色譜儀,美國戴安公司產(chǎn)品;ZGDCY-48S水浴氮吹儀,上海梓桂儀器有限公司產(chǎn)品;CQ250超聲洗滌器,上海超聲儀器廠產(chǎn)品;800B臺式離心機,上海安亭科學儀器廠產(chǎn)品;WH-3微型旋渦混合儀,上海瀘西分析儀器廠產(chǎn)品;MiniSpin Plus個人型高速離心機,德國艾本德公司產(chǎn)品;Step One型熒光定量PCR儀,美國應用生物系統(tǒng)公司產(chǎn)品。
1.1.3 藥品與試劑 川續(xù)斷提取物(每克相當于原生藥3.3 g,含川續(xù)斷皂苷Ⅵ≥6.6%),動物遺傳育種四川省重點實驗室自制;氟苯尼考對照品(編號K0301703,含量為99.1%),中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所產(chǎn)品;氯霉素標準品(批號130555-201704),中國藥品生物制品檢定所產(chǎn)品;氟苯尼考原料藥(批號202012125,純度為98.9%),浙江康牧藥業(yè)有限公司產(chǎn)品;甲醇、乙腈(色譜純),艾萬拓化工產(chǎn)品貿易(上海)有限公司產(chǎn)品;乙酸乙酯等其余試劑均為分析純,成都科龍化工試劑廠產(chǎn)品。
1.2.1 分組及給藥方法 30只健康雞隨機分為2組,每組15只。試驗組連續(xù)7 d每天灌服川續(xù)斷提取物(0.3 g/kg,1次/d),空白組則給予相應體積的生理鹽水,禁食12 h后于第8天,氟苯尼考按劑量30 mg/kg(氟苯尼考原粉溶于100 g/L PEG-400配制成10 mg/mL溶液)分別灌服2個組的各10只雞,并于給藥后0.25、0.5、0.75、1、2、4、6、8、10、12、24 h翅下靜脈采集血液約0.5 mL,EDTA抗凝,4 000 r/min離心5 min,分離血漿,置-20℃冰箱中保存待用。兩個組剩余各5只雞于第8天放血處死,分離肝臟和空腸組織于-80 ℃保存。
1.2.2 樣品的處理 精確取血漿0.2 mL于試管中,加入10 μL氯霉素內標液(500 μg/mL)和800 μL乙酸乙酯,渦動混合2 min,4 000 r/min離心10 min,吸取上層液于另一離心管中,然后再加入乙酸乙酯800 μL重復提取1次,合并2次提取液。在40 ℃水浴中氮氣吹干,殘渣加入400 μL流動相溶解,渦動混合2 min,12 000 r/min離心10 min,將上清液轉移至進樣瓶,取20 μL進樣檢測。
1.2.3 標準曲線的制備 取空白血漿180 μL,加入20 μL氟苯尼考系列標準溶液,配制成50、20、10、5.0、2.5、0.5、0.1、0.05 μg/mL系列標準血漿樣品,按“1.2.2”項下方法處理樣品,以氟苯尼考與氯霉素峰面積的比值對相應氟苯尼考濃度作線性回歸,求回歸方程和相關系數(shù)。
1.2.4 色譜條件 色譜柱:Agilen HC-C18(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動相:乙腈-水(27∶73,V/V);流速1.0 mL/min;檢測波長223 nm;柱溫40 ℃;進樣量20 μL。
1.2.5 分析方法質量控制 以血漿樣品高、中、低(0.1 μg/mL、2.5 μg/mL、20 μg/mL)3個濃度氟苯尼考考察方法的提取回收率和精密度,每個樣品做5個重復,測得方法回收率分別為83.2%±1.6%、84.1%±2.3%和83.5%±2.2%,測得日內RSD分別為4.6%、2.3%和6.1%,測定日間RSD分別為4.5%、2.1%和6.2%。按信噪比S/N=3計算,最低檢測限為0.02 μg/mL。
1.2.6 RT-PCR檢測雞肝臟和空腸CYP3A37、MDR1和CXR mRNA表達量 取100 mg組織用組織破碎儀進行破碎,按照說明書用Trizol法提取組織總RNA。測定樣品OD 260 nm/OD 280 nm比值,確定RNA濃度和純度,用瓊脂糖凝膠電泳檢測RNA完整性。用反轉錄試劑盒將RNA反轉成cDNA,利用Premier5.0軟件設計雞CYP3A37、MDR1、CXR和看家基因β-actin引物序列,由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。實時熒光定量PCR檢測上述基因mRNA轉錄水平,PCR反應體系20 μL:cDNA 模板2 μL;上、下游引物(10 μmol/L)各0.4 μL;SybrGreen qPCR Master Mix10 μL;ddH2O 7.2 μL。反應程序如下:95 ℃預變性3 min;95 ℃ 10 s,55 ℃~61 ℃ 15 s;72 ℃ 20 s,共45個循環(huán);60 ℃延伸1 min。結果采用相對定量分析,用ΔCt法計算基因的相對表達量。引物序列見表1。
表1 RT-PCR引物序列
以氟苯尼考與氯霉素峰面積的比值對相應氟苯尼考濃度作線性回歸,求回歸方程和相關系數(shù)。得出氟苯尼考在濃度為0.05 μg/mL~50 μg/mL的范圍內線性關系良好,回歸方程為y=0.056 5x+0.021 8,相關系數(shù)R2=0.999 7。標準曲線見圖1。
圖1 血漿藥物濃度標準曲線
試驗組和對照組雞均按單劑量(30 mg/kg)給予氟苯尼考后,測定不同時間點的氟苯尼考血藥濃度,其血藥濃度-時間曲線見圖2所示,藥物動力學參數(shù)見表2。結果表明,試驗組AUC(0-∞)為57.907 mg/L·h±8.12 mg/L·h,與對照組47.729 mg/L·h±11.601 mg/L·h相比顯著增加(P<0.05),半衰期T1/2為3.649 h±0.193 h,與對照組2.520 h±0.255 h相比顯著增加(P<0.05),達峰時間Tmax為0.688 h±0.139 h,與對照組1.250 h±0.141 h相比顯著降低(P<0.05),清除率CL為0.426 L/h·kg±0.071 L/h·kg,與對照組0.657 L/h·kg±0.148 L/h·kg相比顯著降低(P<0.05),表觀分布容積(Vd)、達峰濃度(Cmax)、平均駐留時間MRT(0-∞),試驗組和對照組之間差異不顯著。
表2 試驗組和對照組在雞體內的氟苯尼考(30 mg/kg)藥物動力學參數(shù)
圖2 氟苯尼考在試驗組和對照組雞體內的(30 mg/kg)的血藥濃度-時間曲線
結果如圖3和圖4所示,雞按0.3 g/kg連續(xù)口服7 d川續(xù)斷提取物后,肝臟和空腸中CYP3A37、和CXR mRNA顯著低于對照組(P<0.05),MDR1 mRNA表達水平也低于對照組,但差異不顯著(P>0.05)。
圖3 雞口服川續(xù)斷提取物對肝臟中CYP3A37、MDR1和CXR表達的影響
圖4 雞口服川續(xù)斷提取物對空腸中CYP3A37、MDR1和CXR基因表達的影響
藥物的相互作用(drug-drug interaction,DDI)指在一定時間內先后服用2種或2種以上藥物后所產(chǎn)生的復合效應,可使藥效加強或副作用減輕,也可使藥效減弱或出現(xiàn)不應有的毒副作用。其中,代謝性藥物相互作用是藥物動力學相互作用的核心,是藥物相互作用的重要環(huán)節(jié)。醫(yī)學研究領域的多個研究報告表明,各種中草藥會和許多處方藥發(fā)生相互作用[8],如服用抗過敏藥物特非那定的患者同時飲用了抑制CYP3A4的葡萄柚汁導致特非那定中毒死亡[9]。貫葉連翹提取物能提高CYP3A4的表達量,而促進環(huán)孢霉素的代謝,血藥濃度降低,導致吸收減少。獸醫(yī)研究領域也開展了中獸藥與西藥間的相互作用研究,如楊靖、任偉龍[10-11]等研究發(fā)現(xiàn),一定劑量的槲皮素影響恩諾沙星在肉雞體內的藥物動力學過程,造成達峰時間提前,達峰濃度及AUC降低;黃連素能顯著促進恩諾沙星在肉雞體內的吸收,減慢其排泄過程。本項目組前期研究發(fā)現(xiàn),黃芩素可增加氟苯尼考在大鼠體內的吸收,減緩代謝消除,提高口服生物利用度,黃芩苷對非索非那定的吸收有明顯促進作用[6,12]。但目前人們對中藥成分與CYP450作用的研究多集中在單個有效成分上,對成分復雜的單味藥提取物的研究很少,而在我國養(yǎng)殖業(yè)中,中草藥的利用大多是作為飼料原料或提取物在使用,因此開展中獸藥提取物對獸用專用化學藥品的聯(lián)合應用研究是有必要和有意義的。
本次試驗對肉雞每天灌胃給藥川續(xù)斷提取物(0.3 g/kg,1次/d)連續(xù)7 d,予以氟苯尼考灌服給藥后,藥物動力學參數(shù)結果發(fā)生明顯變化,Tmax減少,提示氟苯尼考的吸收速度增加,T1/2的增加和CL的減少,提示氟苯尼考在體內的代謝減緩,總的來說,川續(xù)斷提取物增加了氟苯尼考的在肉雞體內的吸收速度并減緩了代謝,最終造成AUC增加,提高了氟苯尼考在雞體內的生物利用度。
CYP450是人及畜禽體內重要的藥物代謝酶,參與大部分的藥物代謝,其中CYP3A4是人和動物肝臟中含量最豐富的CYP450酶,在雞體內以CYP3A37為主,參與臨床約50%的藥物代謝[13],P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)在藥物吸收、分布、代謝及排泄方面有重要的作用[14]。雞異生物體受體(Chicken xenobiotic receptor,CXR)是一種存在于禽類、與核受體超家族成員具有相似典型結構與功能的核受體,是CYP450酶和MDR1基因表達的調控的關鍵因子[15-16],氟苯尼考在雞體內的吸收代謝主要經(jīng)由MDR1和CYP3A37完成[17],因此本試驗選擇這2個基因的mRNA表達量進行考察,發(fā)現(xiàn)川續(xù)斷提取物連續(xù)灌服7 d,對肉雞肝臟和空腸的CYP3A37 mRNA和MDR1 mRNA表達有明顯的抑制作用,對CXR mRNA表達也表現(xiàn)出顯著的下調作用,提示可能是川續(xù)斷提取物下調了CXR mRNA 表達,導致CYP3A37和P-gp mRNA的表達受到抑制,進而可能降低相對應的藥物代謝酶/轉運體酶活性,最終引起氟苯尼考在腸道吸收加快,代謝延緩,生物利用度增加,從而引起氟苯尼考藥物動力學特征改變。此外,藥物之間相互作用的關鍵因素除了主要涉及上述提及的CYP450 酶和藥物轉運體外,還涉及尿苷二磷酸、谷胱甘肽轉移酶等其他的藥物代謝酶[18],同時和中草藥的劑量、給藥方案、給藥途徑和治療范圍、服藥時間長短等也有影響,這都需要開展進一步的研究。
綜上所述,川續(xù)斷提取物對氟苯尼考在雞體內的代謝有一定的影響,加快了氟苯尼考在體內的吸收速度和減緩了代謝,增加了氟苯尼考的生物利用度,提示臨床上兩者合用有潛在增效作用,可能原因是川續(xù)斷提取物抑制了肝臟和空腸的CYP3A37 mRNA和P-gp的mRNA表達,但獸醫(yī)臨床具體的藥效學結果有待進一步加以確證,以促進對川續(xù)斷全面的認識,以及為臨床合理用藥提供依據(jù)。