本發(fā)明屬于醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及肌醇作為水產(chǎn)養(yǎng)殖抗菌藥物氟苯尼考增效劑的應(yīng)用。
背景技術(shù):
嗜水氣單胞菌在河流、湖泊、池塘、食物、動(dòng)物及人體等自然環(huán)境中廣泛存在。嗜水氣單胞菌屬于條件性致病菌,可引起多種水生動(dòng)物和陸生動(dòng)物患病,是一種典型的人-畜-魚共患病病原菌,當(dāng)環(huán)境條件惡劣,機(jī)體抵抗力下降可導(dǎo)致魚類、兩棲類、爬行類等冷血?jiǎng)游锖筒溉閯?dòng)物發(fā)病,引發(fā)水生動(dòng)物細(xì)菌性出血病、體表潰瘍癥以及哺乳動(dòng)物腹瀉等,是魚類、爬行類和人類的一種致命傳染源。鏈球菌為典型的條件致病菌,平常生存于養(yǎng)殖水體及底泥中。在富營養(yǎng)化或養(yǎng)殖自身污染較為嚴(yán)重的水域中,此菌能長期生存,當(dāng)養(yǎng)殖魚體抵抗力降低時(shí),易引起疾病。該病的發(fā)生與養(yǎng)殖密度大、換水率低、餌料鮮度差及投餌量大密切相關(guān)。鏈球菌不僅能影響海水養(yǎng)殖魚類,同時(shí)影響半咸水及淡水養(yǎng)殖鰻鱺、香魚、虹鱒斑點(diǎn)叉尾鮰和羅非魚等,其具有感染宿主廣、傳染性強(qiáng)和死亡率高等特點(diǎn),給水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成巨大損失。為了預(yù)防和治療病原菌引起的疾病,在水產(chǎn)養(yǎng)殖疾病防治中多采用抗生素的治療方法,而長期大量使用或?yàn)E用抗生素導(dǎo)致養(yǎng)殖環(huán)境中細(xì)菌多重耐藥、交叉耐藥現(xiàn)象嚴(yán)重,這些耐藥菌的出現(xiàn)給水產(chǎn)動(dòng)物疾病防治帶來極大的困難,也帶來了更大的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。因此,針對水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中各種病原微生物的爆發(fā),采用新的策略和方法控制水產(chǎn)動(dòng)物病原菌的感染十分重要。面對這一形勢,開發(fā)一種新的藥物防治策略,以提高防治效果、降低嗜水氣單胞菌耐藥性和避免抗菌藥物的殘留問題,促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展具有極大的應(yīng)用前景。
氟苯尼考(florfenicol)為甲砜霉素的單氟衍生物,又稱氟甲砜霉素,是一種新型廣譜高效抗菌藥物,自20世紀(jì)90年代初開始應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖。該藥抗菌譜類似于氯霉素,通過抑制肽酰基轉(zhuǎn)移酶活性而產(chǎn)生廣譜抑菌作用,抗菌譜廣,包括各種革蘭氏陽性、陰性菌和支原體等。氟苯尼考以其廣譜、高效、吸收迅速、分布廣泛、安全和動(dòng)物專用等特點(diǎn),在國內(nèi)外畜牧和水產(chǎn)上迅速獲得廣泛應(yīng)用。
歐盟和美國應(yīng)用CUAPM-Ⅱ及LC-MS確檢,對氯霉素類藥物(包括氟苯尼考及氟苯尼考胺)的多殘留檢測限可低至0.1ng/g。因此,在具有相同殺菌效果的情況下,在水產(chǎn)養(yǎng)殖中提高氟苯尼考的抗菌活性,大幅減少藥物使用量,降低藥物殘留,對水產(chǎn)養(yǎng)殖、食品安全和生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有十分重要的意義。
肌醇在化學(xué)上可看作是環(huán)己烷的多元烴基衍生物,廣泛分布在動(dòng)物和植物體內(nèi),是動(dòng)物、微生物的生長因子。肌醇是一種“生物活素”,參與體內(nèi)的新陳代謝活動(dòng),具有免疫、預(yù)防和治療某些疾病等多種作用。在發(fā)酵和食品工業(yè)中,可用于多種菌種的培養(yǎng)和促進(jìn)酵母的增長等,許多保健飲料和兒童食品都加有微量肌醇。肌醇還是腸內(nèi)某些微生物的生長因子,在其它維生素缺乏時(shí),它能刺激所缺乏維生素的微生物合成維生素。實(shí)踐證明,水生動(dòng)物飼料中加入肌醇,可促進(jìn)生長和防止死亡,在對蝦及魚類飼料中,肌醇添加量通常為300-500mg/kg,否則將出現(xiàn)肌醇缺乏癥。肌醇在醫(yī)藥、化工、食品和飼料等領(lǐng)域具有較大的市場開發(fā)潛力。但肌醇作為抗菌藥物增效劑的研究尚未見報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供了肌醇作為氟苯尼考增效劑的應(yīng)用,肌醇與氟苯尼考聯(lián)合使用能夠大幅度增強(qiáng)氟苯尼考的殺菌效果,提高魚體感染細(xì)菌后的存活率,為水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中氟苯尼考的使用提供了一種新方法,肌醇與氟苯尼考的聯(lián)合使用能夠大幅度降低抗生素的使用量,同時(shí)提高魚體對細(xì)菌感染的防治水平。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的采用如下技術(shù)方案:
肌醇作為氟苯尼考增效劑的應(yīng)用,其特征在于:通過肌醇與氟苯尼考的聯(lián)合使用以增強(qiáng)水產(chǎn)養(yǎng)殖抗菌藥物氟苯尼考的藥效,進(jìn)而減少氟苯尼考的用藥量。
進(jìn)一步優(yōu)選,所述的肌醇與氟苯尼考的重量比為0.56-180:1。
進(jìn)一步優(yōu)選,所述的肌醇作為增效劑用于增加氟苯尼考在體外殺滅細(xì)菌的能力。
進(jìn)一步優(yōu)選,所述的肌醇作為增效劑用于增加氟苯尼考在體內(nèi)清除細(xì)菌的能力。
進(jìn)一步優(yōu)選,所述的肌醇作為增效劑用于與氟苯尼考聯(lián)合使用以提高魚體感染細(xì)菌的存活率。
進(jìn)一步優(yōu)選,所述的細(xì)菌為嗜水氣單胞菌或無乳鏈球菌。
本發(fā)明經(jīng)體外、體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí),肌醇能夠增強(qiáng)氟苯尼考的殺菌效果;其聯(lián)合運(yùn)用能提高魚體嗜水氣單胞菌感染的治療效果,大幅增加魚體存活率。在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)病原菌耐藥性日趨普遍、耐藥程度日趨嚴(yán)重的情況下,大幅度降低抗菌藥物氟苯尼考的使用量,同時(shí)提高抗菌藥物氟苯尼考的防治效果,有助于無公害水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)的推廣。
附圖說明
圖1是肌醇添加前后不同濃度氟苯尼考作用后的細(xì)菌存活率圖;
圖2是不同劑量肌醇聯(lián)合氟苯尼考作用后的細(xì)菌存活率圖;
圖3是肌醇協(xié)同氟苯尼考?xì)⒕饔玫臅r(shí)間依賴關(guān)系圖;
圖4是肌醇聯(lián)合氟苯尼考作用后淇河鯽肝臟、脾和腎臟中嗜水氣單胞菌的含量圖;
圖5是肌醇聯(lián)合氟苯尼考作用后淇河鯽肝臟、脾和腎臟中無乳鏈球菌的含量圖;
圖6是細(xì)菌攻毒后注射肌醇或/和氟苯尼考對魚體的保護(hù)作用對比圖;
圖7是細(xì)菌攻毒后口服肌醇或/和氟苯尼考對魚體的保護(hù)作用對比圖。
具體實(shí)施方式
以下通過實(shí)施例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明,但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例,凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1
肌醇增加氟苯尼考在體外殺滅細(xì)菌的能力
1、細(xì)菌培養(yǎng)與生存率體外實(shí)驗(yàn)方法
(1)挑取嗜水氣單胞菌或無乳鏈球菌單菌落接種于100mL LB培養(yǎng)基中,28℃振蕩培養(yǎng)過夜;
(2)取適量的菌液于12000rpm、5min離心收集菌體,用質(zhì)量濃度為0.85%的生理鹽水洗滌菌體2次,懸浮于含10mM 乙酸鈉的M9培養(yǎng)基中,調(diào)OD600值至0.6;
(3)加入相應(yīng)的代謝物和適量的抗生素于試管中,加M9培養(yǎng)基至5mL體系,28℃培養(yǎng)6h;
(4)在特定的時(shí)間點(diǎn),取100uL樣品,采用系列稀釋法,取10uL進(jìn)行點(diǎn)板計(jì)數(shù),計(jì)算細(xì)菌cfu/mL(菌落形成單位/毫升)。不經(jīng)過抗生素和代謝物處理的樣品作為起始細(xì)菌數(shù),細(xì)菌菌落數(shù)在20-200的數(shù)據(jù)可用于統(tǒng)計(jì)分析。細(xì)菌存活率(percent survival)是抗生素和代謝物處理后的細(xì)菌cfu與起始細(xì)菌cfu的百分比。
2、肌醇在提高氟苯尼考?xì)⒕Ч矫婢哂锌股貪舛纫蕾囆?yīng)
氟苯尼考對嗜水氣單胞菌的MIC值為5μg/mL,設(shè)置抗生素濃度梯度依次為20、40、80、120、160和200μg/mL,生存率試驗(yàn)結(jié)果見圖1。從圖中可以看出氟苯尼考濃度從20μg/mL開始有較明顯殺菌效果,隨著濃度增加殺菌效果越來越明顯,細(xì)菌存活率呈梯度下降。
在上述濃度條件下,添加20mM肌醇協(xié)同抗生素的殺菌有了明顯的增強(qiáng),細(xì)菌存活率分別為22.1%、7.6%、1.9%、0.57%、0.13%、0.039%,與不添加肌醇的對照組相比,協(xié)同殺菌的倍數(shù)分別為3.6、5.1、12.2、26.5、55.9、146.7倍,說明肌醇能夠作為氟苯尼考的增效劑。
3、肌醇在提高氟苯尼考?xì)⒕Ч矫婢哂形镔|(zhì)劑量依賴效應(yīng)
選擇細(xì)菌存活率在50%左右的抗生素濃度,進(jìn)一步探討肌醇物質(zhì)梯度的作用效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn),0.625mM的肌醇也明顯提高氟苯尼考的殺菌作用。對嗜水氣單胞菌來說,在40μg/mL氟苯尼考條件下,0.625-20mM的肌醇提高殺菌倍數(shù)為1.2、1.6、3、4.2、8.6和11.8倍。在80μg/mL氟苯尼考條件下,0.625-20mM的肌醇提高殺菌倍數(shù)為1.6、1.9、3.8、5.3、9和14.9倍(圖2)。
4、肌醇在提高氟苯尼考?xì)⒕Ч矫婢哂凶饔脮r(shí)間依賴效應(yīng)
進(jìn)一步研究了肌醇協(xié)氟苯尼考?xì)⒕饔门c時(shí)間的關(guān)系。對于嗜水氣單胞菌,用時(shí)間梯度試驗(yàn)進(jìn)行研究,設(shè)置時(shí)間梯度為2-10h,采用20mM肌醇分別與40μg/mL和80μg/mL氟苯尼考協(xié)同殺菌,每隔2h取樣并點(diǎn)板計(jì)數(shù),結(jié)果見圖3。從結(jié)果中可以看出,隨著時(shí)間的延長,同時(shí)添加氟苯尼考和肌醇的試驗(yàn)組生存率下降越來越顯著,在6h分別提高氟苯尼考?xì)⒕饔脼?倍和11倍,在10h可以達(dá)到12倍和27倍,說明隨著肌醇作用時(shí)間的延長,其協(xié)同作用越來越明顯。
實(shí)施例2
肌醇增加氟苯尼考在體內(nèi)清除細(xì)菌的能力
1、魚體感染與細(xì)菌清除實(shí)驗(yàn):嗜水氣單胞菌Ah-479為高毒力菌株,淇河鯽腹腔注射100μL 1.0×107cfu/mL的細(xì)菌懸液,24h后,淇河鯽隨機(jī)分為4組,每組10尾,分別為:生理鹽水對照組、代謝物組、抗生素組和相應(yīng)濃度的抗生素與代謝物組。肌醇的劑量為50mg/kg,氟苯尼考的使用劑量為25mg/kg。治療24h后,取魚體肝臟、腎臟、脾等組織并稱重,加入1mL生理鹽水充分研磨勻漿,進(jìn)行梯度稀釋并平板計(jì)數(shù)檢測組織中的細(xì)菌含量(cfu/g)。
2、肌醇聯(lián)合氟苯尼考能顯著清除魚體組織中的嗜水氣單胞菌
細(xì)菌計(jì)數(shù)結(jié)果表明,單獨(dú)肌醇治療能促進(jìn)魚體對病原菌的清除,特別是肝臟組織中,與對照組相比,細(xì)菌數(shù)下降約10倍。肌醇協(xié)同氟苯尼考組具有最為明顯的作用,在三個(gè)組織中,細(xì)菌數(shù)下降分別為23、7.5、20倍(圖4)。
3、肌醇聯(lián)合氟苯尼考能顯著清除魚體組織中的無乳鏈球菌
細(xì)菌計(jì)數(shù)結(jié)果表明,單獨(dú)肌醇治療能促進(jìn)魚體對病原菌的清除,特別是肝臟組織中,與對照組相比,細(xì)菌數(shù)下降約10倍。肌醇協(xié)同氟苯尼考組具有最為明顯的作用,在三個(gè)組織中,細(xì)菌數(shù)下降分別為23、7.5、20倍(圖5)。
實(shí)施例3
肌醇聯(lián)合氟苯尼考提高魚體感染細(xì)菌的存活率
肌醇聯(lián)合氟苯尼考提高魚體治療效果
Ah-479為高毒力菌株,選取120尾健康淇河鯽進(jìn)行攻毒,細(xì)菌攻毒1h后,用注射或口服兩種給藥方式進(jìn)行治療。每種給藥方式分為4個(gè)組:對照組為生理鹽水、肌醇組使用量為50mg/kg、氟苯尼考組使用量為25mg/kg和50mg/kg肌醇+25mg/kg氟苯尼考組同時(shí)使用,所有注射注射或口服用藥均為100μL/尾。藥物保護(hù)率=[1-(給藥組死亡率/對照組死亡率)]×100%。
注射實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,當(dāng)注射劑量為100μL 5.0×107cfu/mL細(xì)菌時(shí),魚體死亡率可達(dá)80%;單獨(dú)的抗生素治療效果并不明顯,魚體的累積死亡率仍達(dá)70%;單獨(dú)注射肌醇的保護(hù)作用明顯,魚體的累積死亡率不到30%;肌醇+氟苯尼考聯(lián)合使用時(shí),魚體的累積死亡率為6.7%(圖6)。
口服實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,對照組72h的累積死亡率86.7%;單獨(dú)口服抗生素效果并不明顯,72h的累積死亡率63.3%;口服肌醇72h的累積死亡率43.3%;口服肌醇+氟苯尼考72h的累積死亡率16.7%,即口服聯(lián)合用藥對魚體的保護(hù)率達(dá)80.7%(圖7)。
以上結(jié)果表明,不論注射和口服肌醇+氟苯尼考,都能極明顯的保護(hù)淇河鯽抵抗嗜水氣單胞菌的感染,即肌醇能作為氟苯尼考增效劑進(jìn)行魚體疾病預(yù)防與治療。
以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn),本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制,上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明原理的范圍下,本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。