穆阿寧 梁引庫(kù) 李云祥劉旭
(1.陜西理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院, 陜西 漢中723000; 2.陜西省資源生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西 漢中723000)
陰道炎是一種常見(jiàn)的陰道黏膜、黏膜結(jié)締組織發(fā)炎的疾病,也是患病率較高的婦科疾病之一,易引起宮頸炎,嚴(yán)重時(shí)會(huì)感染盆腔、上生殖道、腹腔[1]。治療陰道炎的抗生素較多,如硝基咪唑類、氟喹諾酮類等治療細(xì)菌性陰道炎[2],咪唑類、三唑類等治療念珠性陰道炎,甲硝唑、替硝唑、硝基咪唑類治療滴蟲(chóng)性陰道炎[3],雖然見(jiàn)效快,時(shí)間短,但也存在一定局限性[4],易產(chǎn)生耐藥性,導(dǎo)致病情反復(fù)發(fā)作,困擾患者正常生活[5]。
隨著社會(huì)發(fā)展,人們面臨病菌威脅的形勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)峻,加上其自身變異后會(huì)產(chǎn)生耐藥性,導(dǎo)致現(xiàn)有抗生素逐漸失去原有效果[6]。研究表明,病菌耐藥性、抗藥性主要體現(xiàn)在對(duì)某一種或幾種抗菌藥物的耐藥作用,但是當(dāng)多種藥物聯(lián)合作用時(shí)則能有效抑制其生長(zhǎng)[7],故多重抗菌藥物正成為現(xiàn)今研究的熱點(diǎn)內(nèi)容,其中中藥復(fù)方制劑是主要方向。因此,本實(shí)驗(yàn)篩選治療陰道炎的中藥方劑,并進(jìn)行優(yōu)化,以期為開(kāi)發(fā)相關(guān)制劑提供依據(jù)。
1.1 藥材 蒲公英、五倍子、苦參、黃連、夏枯草、黃芩均購(gòu)自陜西省漢中市陜西美致惠健康大藥房連鎖有限公司,經(jīng)陜西理工大學(xué)李新生教授鑒定為正品。
1.2 菌株 金黃色葡萄球菌(批號(hào)ATCC25925)、白色念珠菌(批號(hào)ATCC10231)、加德納桿菌(批號(hào)ATCC14018),由陜西理工大學(xué)陜西省資源生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供,置于-80 ℃低溫冰箱中冷凍保存,實(shí)驗(yàn)前復(fù)蘇傳代。
1.3 試劑與藥物 瓊脂粉、蛋白胨、酵母浸粉、葡萄糖購(gòu)自北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司;氯化鈉購(gòu)自天津市盛奧化學(xué)試劑有限公司;石油醚購(gòu)自天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司;無(wú)水乙醇、乙酸乙酯、石油醚購(gòu)自天津市富宇精細(xì)化工有限公司;二甲基亞砜購(gòu)自天津市博迪化工有限公司;無(wú)菌輔酶I、HTM 基礎(chǔ)培養(yǎng)基購(gòu)自上海瑞楚生物科技有限公司;7 mm 無(wú)菌紙片為自制。
1.4 儀器 HC?250 型搖擺式粉碎機(jī)購(gòu)自永康市天祺盛世工貿(mào)有限公司;DHG?9203A 型真空干燥箱購(gòu)自上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;2XZ 型旋片式真空泵購(gòu)自臨海市譚氏真空設(shè)備有限公司;HH?S4 型電熱恒溫水浴鍋購(gòu)自北京科偉永興儀器有限公司;FA2204B 型電子天平購(gòu)自上海精密科學(xué)儀器有限公司;UV2550 型分光光度計(jì)購(gòu)自日本島津公司;DHP?9162 型電熱恒溫培養(yǎng)箱購(gòu)自上海一恒科學(xué)儀器有限公司;SW?CJ?1D 型單人超凈工作臺(tái)購(gòu)自上海蘇凈實(shí)業(yè)有限公司。
2.1 文獻(xiàn)檢索與分析 在CNKI 數(shù)據(jù)庫(kù)中以“白色念珠菌”“加德納桿菌”“金黃色葡萄球菌”為研究對(duì)象,“中藥”“需氧細(xì)菌性陰道炎”“細(xì)菌性陰道炎”“霉菌性陰道炎”為關(guān)鍵詞,初步篩選具有抗菌作用的中藥,作為中藥方劑候選復(fù)方組分。結(jié)果,對(duì)陰道炎有抑制作用的中藥有123種,并且活性成分種類很多,包括生物堿、黃酮、苯丙素、揮發(fā)油等[8],其中對(duì)白色念珠菌、加德納桿菌、金黃色葡萄球菌有效果者見(jiàn)表1[9?23]。
表1 對(duì)陰道炎相關(guān)致病菌有抑制作用的中藥
由此可知,黃芩對(duì)白色念珠菌的抑制效果優(yōu)于其他中藥;苦參、黃芩對(duì)加德納桿菌表現(xiàn)為高敏感性;夏枯草、五倍子、黃連抑制金黃色葡萄球菌生長(zhǎng)能力最強(qiáng)。前期研究發(fā)現(xiàn),蒲公英所含酚類成分對(duì)白色念珠菌、加德納桿菌的抑制作用較強(qiáng),其機(jī)制與破壞兩者生物膜有關(guān)[24]。因此,初步將蒲公英、黃芩、苦參、夏枯草、五倍子、黃連作為中藥方劑候選組分。
2.2 提取物制備 將“2.1”項(xiàng)下6 種中藥方劑候選組分在70 ℃下干燥至恒重,粉碎機(jī)粉碎后過(guò)60 目篩,稱取適量粉末,按照比例分別加入水、無(wú)水乙醇、乙酸乙酯、石油醚進(jìn)行提取,即得,置于60 ℃真空干燥箱中揮盡水分得到浸膏,在4 ℃下保存。
2.3 中藥方劑組分篩選 采用紙片抑菌法考察“2.2”項(xiàng)下提取物(質(zhì)量濃度均為100 mg/mL)對(duì)金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、加德納桿菌的抑制作用,測(cè)定抑菌圈直徑,空白對(duì)照組紙片滴加相應(yīng)藥物溶劑[8],結(jié)果見(jiàn)表2~4。
表2 提取物對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制作用
由此可知,黃連醇提物對(duì)白色念珠菌的抑制能力最強(qiáng),對(duì)金黃色葡萄球菌也有較強(qiáng)作用;五倍子水提物對(duì)金黃色葡萄球菌、加德納桿菌的抑制能力較強(qiáng);苦參乙酸乙酯提取物對(duì)金黃色葡萄球菌、加德納桿菌的抑制能力最強(qiáng);蒲公英乙酸乙酯提取物對(duì)金黃色葡萄球菌、加德納桿菌的抑制能力較強(qiáng);黃芩水提物、醇提物、乙酸乙酯提取物及夏枯草水提物、醇提物對(duì)3 種致病菌均有一定抑制能力,但均不突出。綜上所述,黃連醇提物、五倍子水提物、苦參乙酸乙酯提取物、蒲公英乙酸乙酯提取物具有良好的抑菌作用。
表4 提取物對(duì)加德納桿菌的抑制作用
2.4 最小抑菌濃度測(cè)定 將活化好的3 種致病菌調(diào)至最佳吸光度作為指示菌,其中金黃色葡萄球菌接種于LB 液體培養(yǎng)基,白色念珠菌接種于沙氏液體培養(yǎng)基,加德納桿菌接種于HTM 液體培養(yǎng)基,再配制256 mg/mL 提取物母液,接入5%調(diào)好濃度的菌懸液,37 ℃、200 r/min 培養(yǎng)24 h。設(shè)置對(duì)照組質(zhì)量濃度0 mg/mL,以藥物組試管內(nèi)完全抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的最低藥物濃度為最小抑菌濃度(MIC)。另外,由于中藥顏色和提取物渾濁度的影響,故采用無(wú)菌接種環(huán)充分蘸取對(duì)應(yīng)管中液體,轉(zhuǎn)涂于相應(yīng)培養(yǎng)基時(shí)后,在37 ℃下過(guò)夜培養(yǎng)12 h,劃線處無(wú)細(xì)菌生長(zhǎng)時(shí)確定為MIC。
采用倍比稀釋法[25]測(cè)定“2.3”項(xiàng)下4 種提取物對(duì)致病菌的MIC,結(jié)果見(jiàn)表5。由此可知,黃連醇提物對(duì)白色念珠菌的抑制能力最強(qiáng);苦參乙酸乙酯提取物對(duì)金黃色葡萄球菌、加德納菌的抑制能力最強(qiáng);蒲公英乙酸乙酯提取物對(duì)3 種致病菌均有一定抑制能力,但均不突出;五倍子水提物對(duì)白色念珠菌的抑制能力較弱。
表5 提取物對(duì)致病菌的MIC
2.5 正交試驗(yàn) 選擇“2.4”項(xiàng)下抑菌效果顯著(MIC 較低)的提取物,按照正交表L9(34)配成中藥方劑,以蒲公英乙酸乙酯提取物質(zhì)量濃度(A)、五倍子水提物質(zhì)量濃度(B)、苦參乙酸乙酯提取物質(zhì)量濃度(C)、黃連醇提物質(zhì)量濃度(D)為影響因素,課題組前期研究發(fā)現(xiàn),加入0.25、0.5、0.75 倍MIC 蒲公英提取物后,加德納桿菌細(xì)胞膜遭到破壞,細(xì)胞通透性增強(qiáng)[8],故每個(gè)因素設(shè)置3個(gè)水平,分別為1、0.5、0.25 倍MIC,并以抑菌圈直徑(Y)為評(píng)價(jià)指標(biāo),采用正交試驗(yàn)[26]優(yōu)化配方。
2.5.1 加德納桿菌 因素水平見(jiàn)表6,結(jié)果見(jiàn)表7,可知各因素影響程度依次為C>A>B>D。方差分析見(jiàn)表8,可知因素A、B、C有顯著影響(P<0.01),而D無(wú)顯著影響(P>0.05)。最終確定,最優(yōu)配方為A3B2C1D2,即8 mg/mL 蒲公英乙酸乙酯提取物、16 mg/mL 五倍子水提物、16 mg/mL苦參乙酸乙酯提取物、16 mg/mL 黃連醇提物(四者質(zhì)量濃度比例為1∶2∶2∶2)。
表6 對(duì)加德納桿菌抑制作用的因素水平
表7 對(duì)加德納桿菌抑制作用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果
表8 對(duì)加德納桿菌抑制作用的方差分析
2.5.2 金黃色葡萄球菌 因素水平見(jiàn)表9,結(jié)果見(jiàn)表10,可知各因素影響程度依次為D>B>C>A。方差分析見(jiàn)表11,可知各因素均有顯著影響(P<0.01)。最終確定,最優(yōu)配方為A1B1C1D3,即16 mg/mL 蒲公英乙酸乙酯提取物、16 mg/mL五倍子水提物、2 mg/mL 苦參乙酸乙酯提取物、4 mg/mL 黃連醇提物(四者質(zhì)量濃度比例為8∶8∶1∶2)。
表9 對(duì)金黃色葡萄球菌抑制作用的因素水平
表10 對(duì)金黃色葡萄球菌抑制作用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果
表11 對(duì)金黃色葡萄球菌抑制作用的方差分析
2.5.3 白色念珠菌 因素水平見(jiàn)表12,結(jié)果見(jiàn)表13,可知各因素影響程度依次為C>B>D>A。方差分析見(jiàn)表14,可知各因素均有顯著影響(P<0.01)。最終確定,最優(yōu)配方為A3B2C1D1,即8 mg/mL 蒲公英乙酸乙酯提取物、32 mg/mL五倍子水提物、32 mg/mL 苦參乙酸乙酯提取物、16 mg/mL 黃連醇提物(四者質(zhì)量濃度比例為1∶4∶4∶2)。
表12 對(duì)白色念珠菌抑制作用的因素水平
表13 對(duì)白色念珠菌抑制作用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果
表14 對(duì)白色念珠菌抑制作用的方差分析
2.6 抑菌作用篩選 分別將“2.5.1”“2.5.2”“2.5.3”項(xiàng)下優(yōu)化配方命名為配方1、配方2、配方3,其抑制效果見(jiàn)圖1。再以抑菌圈直徑為指標(biāo),將抑菌能力最弱的配方2分別與配方1、配方3 進(jìn)行組間方差分析,結(jié)果見(jiàn)圖2。
圖1 各配方對(duì)致病菌的抑制效果
圖2 各配方抑菌圈直徑
由此可知,指示菌為金黃色葡萄球菌時(shí),與配方2 比較,配方1 抑菌圈直徑無(wú)顯著差異(P>0.05),表明兩者抑菌作用相當(dāng);配方3 抑菌圈直徑增大(P<0.01),達(dá)14.67 mm,表明其抑菌作用最強(qiáng)。指示菌為加德納桿菌時(shí),與配方2 比較,配方1、配方3 抑菌圈直徑無(wú)顯著差異(P>0.05),表明三者抑菌作用相當(dāng)。指示菌為白色念珠菌時(shí),與配方2 比較,配方1 抑菌圈直徑無(wú)顯著差異(P>0.05),表明兩者抑菌作用相當(dāng);配方3 抑菌圈直徑增大(P<0.05),表明其抑菌作用最強(qiáng)。綜上所述,配方3 為治療陰道炎的最佳中藥方劑。
陰道炎按疾病起因分類,需氧性細(xì)菌陰道炎、厭氧性細(xì)菌陰道炎、霉菌性陰道炎、滴蟲(chóng)性陰道炎占據(jù)總數(shù)的90%,其中需氧性細(xì)菌陰道炎主要由需氧性細(xì)菌引起,常見(jiàn)的有大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、鏈霉菌等;厭氧性細(xì)菌陰道炎在成年女性中最容易發(fā)生,主要由厭氧性細(xì)菌引起,乳酸桿菌菌群減少或缺失導(dǎo)致陰道pH 值上升,引起加德納菌屬大量繁殖,進(jìn)而導(dǎo)致陰道黏膜發(fā)生炎癥;霉菌性陰道炎主要由假絲酵母菌引起,其中白色念珠菌是最主要的感染細(xì)菌,其感染陰道時(shí)可引起外陰、陰道瘙癢,近年來(lái)抗生素大量使用導(dǎo)致陰道內(nèi)環(huán)境酸堿度上調(diào),為該病菌增殖提供了條件,進(jìn)而導(dǎo)致陰道疾病反復(fù)發(fā)作。因此,本實(shí)驗(yàn)選取金黃色葡萄球菌、加德納桿菌、白色念珠菌作為病原菌,篩選治療陰道炎的中藥方劑。
在前期蒲公英提取物研究的基礎(chǔ)上,本實(shí)驗(yàn)通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研篩選出6 味中藥,分別為黃連、五倍子、黃芩、夏枯草、苦參、蒲公英,通過(guò)紙片抑菌法確定蒲公英乙酸乙酯提取物、五倍子水提物、苦參乙酸乙酯提取物、黃連醇提物對(duì)金黃色葡萄球菌、加德納桿菌、白色念珠菌具有良好的抑制效果,其中黃連醇提物抑制白色念珠菌的作用顯著優(yōu)于其他三者,蒲公英、苦參乙酸乙酯提取物及五倍子水提物對(duì)加德納菌的抑制能力顯著高于黃連醇提物。采用正交試驗(yàn)優(yōu)化配方,得到配方1~3,對(duì)抑制上述3 種致病菌各有優(yōu)勢(shì),其中配方3 效果最突出,其組成為8 mg/mL 蒲公英乙酸乙酯提取物、32 mg/mL 五倍子水提物、32 mg/mL苦參乙酸乙酯提取物、16 mg/mL 黃連醇提物(即四者質(zhì)量濃度比例為1∶4∶4∶2),它通過(guò)不同中藥之間的復(fù)配關(guān)系來(lái)增強(qiáng)藥效,以達(dá)到安全、低毒、經(jīng)濟(jì)的目的,可為開(kāi)發(fā)新型治療陰道炎的藥物提供思路。