普通肥皂和基于三氯卡班的抗菌皂杀菌效果对比
通过实验验证了普通肥皂和杀菌皂的杀菌效果。普通皂和包含0.3%三氯卡班的杀菌皂在22℃和40℃条件下暴露20s后,在10种革兰氏阳性菌和10种革兰氏阴性菌上测试。除了一个特例(粪肠球菌ATCC 19433, 40℃条件下)外,在任一温度下,两种肥皂并没有显著区别。基于三氯卡班的肥皂使用中对于细菌量的降低没有明显作用。
手洗是人们抵御病原体和感染最简单也是性价比最高的方案。标记“抗菌”或“抗微生物”的肥皂预计会继续增长,大量的商品肥皂出现在各个工业的市场。抗菌皂指的是包含抗菌剂活性物质的肥皂,普通皂指的是不包含抗菌剂(或者低含量)的肥皂。
三氯卡班是具有广谱杀菌作用,常常用在大量的个人护理产品中,其在商品块皂中的应用尤其普遍。有报道称,美国84%的抗菌皂包含三氯卡班。然而,三氯卡班有多种不良的环境和健康后果,例如,它会导致细菌的抗药性,其中可能包含致癌的杂质,可能会导致急性或慢性中毒,会扰乱内分泌系统,三氯卡班本身是过敏原,同时是环境中难以消除的污染物。因此,人们担心抗菌皂或三氯卡班的使用对健康有害。因此,美国食品和药物管理局在2013年12月颁布了建议条款,宣称没有足够的临床数据证明抗菌皂在防治疾病方面的有效性比普通皂更好。在此份建议中,三氯卡班被分类为IIISE组,意味着需要更多的数据来证明其有效性和安全性。
杀菌剂的抗菌活性一般用最低抑菌浓度(MICs)来检测,然而,FDA宣称MICs对于证明抗菌皂的有效性并不适用,因为消费者暴露在抗菌产品中只有很短的时间,而MIC测试需要长时间完成(至少一天)。因此,接触时间和浓度应该代表真实生活中的情形。此外,抗菌剂有效成分的活性评估测试应采用20种参考菌株或者有代表性的临床分离菌。20种菌株应包含10种革兰氏阳性菌和10种革兰氏阴性菌(表1和表2)。
到目前为止,还没有关于含三氯卡班抗菌皂和普通肥皂在20种菌株中的杀菌效果对比。因此,本研究的目的是通过分别在室温下(22℃)和温水中(40℃)进行短时间接触20s(推荐的手洗方法和消费者习惯)研究普通皂和含0.3%三氯卡班的皂对20种细菌的抗菌活性。
样品皂的抗菌活性使用time-kill实验测定,该方法为临床与实验室标准协会推荐(方法M26-A,杀菌剂杀菌活性剂测定方法),在本研究中稍作修改。
表1 初始菌数量和22℃条件下暴露于一般肥皂或含0.3%三氯卡班抗菌皂20s后恢复菌数量
表2 初始菌数量和40℃条件下暴露于一般肥皂或含0.3%三氯卡班抗菌皂20s后恢复菌数量
本实验采用了FDA建议的20种菌株。每一种菌株分别通过以下过程活化,首先通过接种环将其转移到10mL Mueller-Hinton培养基中,然后置于带螺旋帽的试管中,最后将其放置到有利于细菌生长的最佳环境:对于单核细胞李斯特菌,30℃,24h;空肠弯曲杆菌,42℃,24h;其他菌种均为37℃,24h。空肠弯曲杆菌用CampyPak Plus (Difco)在包含5%-12%二氧化碳的微氧环境中培养。其他菌株在好氧条件下培养。每种菌株的10mL培养液置于塑料离心管中,在3000倍重力加速度的条件下离心分离15min收集(Centra-CL2, IEC, Needham Heights,MA, USA)。
倾倒上清液后,菌片用0.9%的无菌盐水洗涤两次,最后被重新悬浮到0.9%无菌盐水中。
外购普通皂(天然色泽白茶和维生素E甘油皂,Dial Corp., Scottsdale, AZ, USA)和包含0.3%三氯卡班的抗菌皂(抗菌除味皂,白色,Dial Corp),两种皂的成分在其公司网站上均有注明。FDA已经将非处方药使用的抗菌剂分为了20种类型(包含三氯卡班,三氯生,和氯二苯酚),本研究里使用的普通皂不包含这20种成分中的任意一种。
本实验条件符合消费者实际手洗的程序。医疗感染控制实践咨询委员会包括疾病预防控制中心、世界健康组织、韩国食品医药管理委员会。该委员会建议人们温水洗手20s。虽然精确的温水温度难以模拟,一般大约40℃,这个温度常常用来评估手洗和其他标准方法的有效性(American Society for Testing and Materials Standard E1174)。然而,由于许多消费者习惯用自来水冲洗手,本实验采用两个温度:22℃(室温)和40℃(温水温度),接触时间分别为10、20和30s。
两种样品肥皂都为块皂,样品皂用经过消毒的蒸馏水配成1:5的溶液(最低稀释比,达到产生满足初步实验的稳定液体)。10mL稀释的样品皂液用无菌注射器转移到消毒的试管中。试管于水浴中预先加热达到22℃或者40℃。100uL的每种菌液转移至上述皂液中,保持菌液浓度大约为6-7(等于log cfu/mL,cfu为菌落形成单位,colony-forming units)。接种后的样品加热到22℃或40℃,维持20s。如果观察到任何普通皂和抗菌皂抗菌性能的差异,需要补做相应条件下暴露10s或者30s额外实验。所有样品分成3份,平行进行实验。
1.4.1 微生物分析
达到预期接触时间后,将90mL Dey/Engley中性缓冲液(Difco)立刻加入到每一份处理过的样品中以终止所有的杀菌活性。10倍稀释的样品在230r/min的匀质器中混合均匀1min。然后样品用0.9%无菌盐液稀释10倍。取0.1mL样品在Mueller-Hinton琼脂板中在上述每种条件下分散培养两份。
1.4.2 统计分析
数据用SAS9,13版本中ANOVA模型来分析(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)。ANOVA测试显示出显著结果(P<0.05),均值可用Tukey多范围分析得到。
表1和表2显示了暴露在普通皂和抗菌皂,22℃和40℃各20s后的恢复菌群数量。22℃时,暴露在样品皂中菌种数量的降低根据目标菌种的不同而有所差异:在普通皂中,降低范围从0到3.2log cfu/mL(金黄色葡萄球菌, ATCC 29213),在抗菌皂中从0到3.5 log cfu/mL(金黄色葡萄球菌, ATCC 6538)。40℃的数据范围在普通皂中从无到3.6 log cfu/mL(金黄色葡萄球菌, ATCC 29213),在抗菌皂中从无到3.8 log cfu/mL降低(粪肠球菌 ATCC 19433)。
不考虑皂的类型,对革兰氏阳性菌(包括粪肠球菌、金黄色葡萄球菌、酿脓链球菌、李斯特菌)的抗菌活性优于对革兰氏阴性菌(如空肠弯曲杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、沙门氏菌、索氏志贺氏菌)(P<0.05)。唯一例外的是粪肠球菌AATCC 19433在40℃的表现。这个例子中,抗菌皂比普通皂更有效(3.8 log 降低vs 2.5 log 降低)。更多的测试在细菌暴露在皂中10s和 30s的时候进行。普通皂对于粪肠球菌 ATCC 19433抗菌效果低于抗菌皂(P<0.05); 普通皂在10s和30s时候的log降低为2.0和3.0 log cfu/mL,抗菌皂的在10s和30s的log降低为3.4和5.3 log cfu/mL。
本研究的目的是经验上检测抗菌皂和普通皂的杀菌活性差异。从实验结果看,除一个特例(粪肠球菌 ATCC 19433, 40℃条件下)外,杀菌皂一般对于20种细菌在常用温度下并未更加有效。三氯卡班是最常应用的杀菌活性成分,其杀菌活性在细菌悬浮液得到体现。然而,普通皂和包含三氯卡班的抗菌皂抗菌活性几乎一致。一个可能的原因是暴露时间。三氯卡班的抑菌活性一般采用和MIC一样的方式来测定,需要测试材料的连续暴露。这在真实情形下很难做到,人们的平均洗手时间非常短。这是为什么本研究中细菌暴露在皂中的时间非常短(最长30s)。因此,暴露时间太短以至于没有明显的效果。虽然短时间的体外测试没有效果,洗手后手上三氯卡班的残留还会起到杀菌的作用。然而,皮肤上的抗菌剂残留在带来潜在好处的同时,也可能会导致健康问题。
商品肥皂包含很多其他成分。关于三氯卡班的机理还不明确,但一般来说,认为机理和三氯生相似(另一种杀菌活性成分,广泛用于皂中),因两者结构相似。三氯生非特异吸附于细菌细胞膜,改变其渗透性能。三氯生的抗菌作用被肥皂中所包含的表面活性剂所影响。表面活性剂形成疏水链在内,亲水基在外的胶束。这种结构从环境中隔离三氯生,在表面活性剂溶液中比在水溶液中显著降低杀菌活性。三氯卡班的杀菌活性可能受到同样的作用。本研究中的皂还包含其他成分,这些成分可能也降低三氯卡班的作用。
只有一种包含0.3%三氯卡班的产品被评估,也有必要评估一系列含不同三氯卡班的肥皂以确定三氯卡班的作用。另外,包含三氯卡班的皂的体内去污效果评估是另一个潜在课题。
据作者所知,这是第一篇根据消费者通常的洗手习惯,测试抗菌皂对所有的推荐菌种的抗菌性的实验数据。在模拟真实生活情形的实验条件下,结果显示除了一种细菌(粪肠球菌 ATCC 19433)外,包含0.3%三氯卡班的抗菌皂并不比普通皂抗菌性能更好。
A Contract of Sterilizing Effect between Regular Soap and Triclocarban-based Antiseptic Soap
The experiment aims to testify the sterilizing effect of regular soap and antiseptic soap by measuring the effect on ten kinds of gram-positive bacteria and ten kinds of gram-negative bacteria after exposing regular soap and 0.3% triclocarban-based antiseptic soap to the condition with the temperature separately 22℃and 40℃ for 20 seconds.Nevertheless, except for an exception, which is, enterococcus faecalis ATCC19433 under 40℃, there is no distinct di ff erences between the two kinds of soaps under any above-mentioned temperatures. There is no obvious e ff ect of reducing the number of bacterium proved when triclocarban-based antiseptic soap is used.
(本文由中化化工科学技术研究总院李遵峰译自《Jour of Hospital Infection 》942016276-280)