阿莫西林与黄芩素对耐药金黄色葡萄球菌的协同抗菌机制研究及其复方制剂的研制

来源 :中国农业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:p54188
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奶牛乳房炎是奶牛的主要疾病之一,严重危害到奶牛养殖业的健康发展。金黄色葡萄球(金葡菌)是引起奶牛乳房炎的主要病原菌之一,针对其感染,抗生素是最有效的治疗手段,但随着抗生素在临床上的广泛应用,其耐药性问题日趋严重:耐青霉素金黄色葡萄球菌(PRSA)和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)已严重威胁到常用抗生素如阿莫西林(AMO)的药效。我国具有丰富的中药资源,本研究拟从中药中筛选可增强PRSA和MRSA对AMO敏感性的中药单体/提取物并研究其协同抗菌机制,中西复配研制复方制剂,以期为耐药金葡菌引起的奶牛乳房炎治疗提供一个有效新制剂。本研究借助联合药敏试验(棋盘法)从21种中药中筛选得到黄芩素(BAI):≥2 μg/mL可使AMO对MRSA标准菌株ATCC33591的最小抑菌浓度(MIC)由64 μg/mL降低至≤4 μg/mL,即AMO+BAI逆转了 ATCC33591对AMO的耐药性,两者联合对MRSA和PRSA临床分离菌株均呈现协同抗菌作用。最小杀菌浓度(MBC)测定表明16μg/mLBAI可使AMO对ATCC33591的MBC值由64μg/mL降至16μg/mL;时间杀菌曲线测定表明32μg/mL AMO与64 μg/mL BAI联合作用至24 h细菌全部死亡,比单药降低了约1011CFU/mL和109 CFU/mL;BAI可增强AMO的抗菌后效应(PAE),使其对ATCC33591的PAE由1h延长至3h;防突变浓度(MPC)测定结果表明,BAI可减小AMO对金葡菌的MPC及MPC/MIC值而减少其耐药突变选择窗,提示两者联合应用可减缓金葡菌耐药性的发生。通过构建粒细胞减少小鼠大腿肌肉感染模型研究了AMO+BAI对小鼠MRSA感染的治疗效果,结果表明两者联合用药在小鼠体内杀菌效果要优于单药。对AMO+BAI的协同抗菌机制进行了初探。用碘量法测定BAI对青霉素酶活性的影响,结果表明BAI可通过抑制青霉素酶活性对AMO起保护作用,但其抑制效果弱于β-内酰胺抑制剂—克拉维酸钾。利用分子克隆技术成功构建了 MRSA重组菌株(RN4220+pAM401-mecA),联合药敏试验结果表明BAI同样可增强RN4220+pAM401-mecA对AMO的敏感性。通过Western Blot方法检测到BAI对RN4220+pAM401-mecA的青霉素结合蛋白(PBP2a)表达量并无显著影响。通过荧光偏振免疫分析法和荧光成像法分析了 BAI对PBP蛋白活性的影响,结果表明BAI能明显抑制青霉素敏感蛋白PBP3的活性,而对PBP2a的活性则无影响。综上结果表明BAI通过抑制青霉素酶和PBP3的活性来发挥其与AMO的协同抗菌作用。通过单因素筛选分散媒等辅料后,以沉降体积比和重分散性为考察指标,借助正交设计对制剂的处方与工艺进行优化,并于中试车间进行工艺放大,成功研制出3批样品——阿莫西林黄芩素混悬乳房注入剂。建立了制剂中AMO和BAI含量检测的HPLC法,经方法学验证两种药物方法的回收率高(>99%)、线性良好、专属性强、精密度、重复性和耐用性良好,测得3批中试样品中两药的含量均大于97%。稳定性试验结果表明本制剂符合质量要求,在避光、室温下保存,至少保持18个月稳定。进行了阿莫西林黄芩素混悬乳房注入剂对临床泌乳期奶牛乳房炎的疗效研究。选择38头患有临床型乳房炎的泌乳期荷斯坦奶牛(50个患病乳区),以每个乳区作为单个病例,根据给药前细菌分离结果将病例平均分为受试药物组和对照药物(速诺LC)组。结果表明,对于金葡菌感染的乳房炎,受试药物的治愈率为50.00%,与对照药相当(45.00%);而对MRSA引起的奶牛乳房炎,受试药物组的治愈率要高于对照组,分别为60.0%和20.0%;对于总的细菌学治愈率,受试药物组与对照药物分别为68.42%和69.09%,结果表明受试制剂对临床型奶牛乳房炎具有较好的疗效。综上所述,本研究筛选得到AMO+BAI对耐药金葡菌具有协同抗菌效应,BAI可降低AMO的MPC而减缓金葡菌耐药性的发生;BAI与AMO的协同抗菌机制与BAI抑制青霉素酶和PBP3的活性有关;在此基础上成功研制了阿莫西林黄芩素混悬乳房注入剂,该制剂质量可控,对金葡菌引起的泌乳期奶牛临床型乳房炎具有良好的疗效。本研究“中西合用”制剂的研制为兽用新制剂的研发提供了新思路,也为新型奶牛乳房炎复方制剂的研制与新药注册提供了基础数据和科学支撑。
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