植物提取物抑菌组分对奶牛乳房炎常见致病菌的作用研究进展

姜艳霞，王慧，刘俊琦，陈一峰，杜丽飞，杨 俊，王红兵

（湖南省畜牧兽医研究所，湖南 长沙 410131）

奶牛乳房炎是危害我国奶牛产业最严重的常见疾病之一，每年直接或间接造成的经济损失超过6亿元[1]。一方面它会直接造成产奶量下降，乳蛋白、乳糖含量下降从而影响乳品质；另一方面，奶牛乳房炎即便彻底治愈，仍会导致乳腺组织纤维化和乳腺萎缩等永久性预后不良，奶牛乳腺机能下降甚至是完全丧失，造成奶牛提前被淘汰，成为制约奶牛业高质量健康发展的一大难题。

奶牛乳房炎多数是由于病原菌侵袭造成的炎症感染，造成奶牛乳房炎的病原微生物多达上百种，多数情况下为复合感染，常见的奶牛乳房炎致病菌包括金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、无乳链球菌等[2]。临床上多采用抗生素治疗或中药治疗，抗生素疗法起效快、针对性强，但常因不合理使用造成兽药残留以及耐药菌株的产生，引起一系列社会公共卫生安全问题，因此安全低毒、不产生耐药的抗生素替代产物的研发具有重大意义。相较于抗生素疗法而言，中药治疗的优点是安全、无残留，不产生耐药，但中药也有着药效缓慢、作用成分不能明确的缺点。我国的植物提取物很大一部分来源于传统中草药，相较于传统中药，植物提取物既涵盖了其安全无残留无耐药的优点，同时又有活性成分明确、作用成分含量稳定可控的优点，是理想的“替抗”备选方案之一。

本文综述了近些年国内外学者就植物提取物中主要活性成分作用于奶牛乳房炎致病菌的抑菌活性及临床应用效果，并对植物提取物在奶牛乳房炎疾病的应用前景进行分析和展望，旨在为奶牛乳房炎“替抗”药物的研发应用提供一定的参考依据。

1 植物提取物的抑菌活性组分与作用机制

植物提取物是指从天然植物中以物理或化学的方法提取的具有生物活性的物质，近些年来因其能够抑制病原微生物的生长在医药、食品、养殖领域倍受关注，植物提取物中主要的抑菌活性成分包括有生物碱、挥发油、多糖、多酚、黄酮以及三萜类等。目前的研究表明植物提取物主要的抑菌机制包括有：破坏细菌细胞壁，抑制肽聚糖的形成[3]；破坏细胞膜，改变细胞膜的通透性[4]；使细胞质运动能力减弱，影响细菌活性[5]；凝集细菌细胞质，使细菌失活[6]；作用于细菌的酶系统、功能蛋白、遗传物质的表达，直接达到抑菌和杀菌的目的[7]。在动物体内，植物提取物可以增强肠道上皮细胞对病原菌的抵抗力[8]以及促进肠道内益生菌的增殖[9]，达到间接抑菌的目的。

2 植物提取物对奶牛乳房炎主要致病菌的体外抑菌研究

2.1 金黄色葡萄球菌

金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus,SA），简称“金葡菌”，革兰氏阳性菌。此菌一般为乳房皮肤表面正常菌群，由乳腺管侵入后，在乳腺管内大量增殖引起乳房炎，多在泌乳高产期致病，病程大多为慢性，抗生素的不合理使用易导致金葡菌出现耐药性，例如超级细菌耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（Methicillin-resistant Staphylococcus aureus，MRSA），除了对万古霉素敏感，对其他抗生素均表现广谱耐药性。

大黄酸为蒽醌类化合物从植物大黄中提取对SA的最低抑菌浓度（MIC）为3.13mg/L[10]，对MRSA的MIC为4～16mg/L[11]；小檗碱为异喹啉生物碱是从植物黄连中提取获得对SA的MIC为64～256 mg/L[12]，对MRSA的MIC为16～32 mg/L[11]；博落回源血根碱为苯啡喹啉类生物碱，对SA的MIC值为5mg/L[13];黄芩苷、黄芩素为黄酮类化合物，从植物黄芩中提取获得，对SA的MIC分别为1 mg/mL、0.25mg/L[14]，对MRSA的MIC为256～512 mg/L、128～256 mg/L；穿心莲内酯为二萜类内酯化合物从植物穿心莲中提取获得对MRSA的MIC为256～1024 mg/L；绿原酸为酚类化合物，是金银花的主要活性成分，对SA的MIC为0.5 mg/mL[15]，对MRSA的MIC为256～1024 mg/L；胡皂苷单体Bp3[16]对MRSA的MIC值为16～64 mg/L。

2.2 大肠杆菌

大肠杆菌（Escherichia coli,E.coli）又称大肠埃希氏菌，为革兰氏阴性菌，是奶牛乳房炎主要的环境致病菌，易引起急性奶牛乳房炎。大肠杆菌有众多血清型，导致奶牛乳房炎的主要是尿道致病性大肠杆菌，此菌引起的乳房炎多见于高产奶牛，细菌由乳腺管侵入后，粘附于乳房腺泡组织，乳腺上皮细胞因其入侵导致巨红细胞症，乳腺细胞凋亡坏死，乳房腺泡组织病变，上皮组织脱落增多[17]。

黄芪多糖为黄芪的主要活性成分，对E.coli的MIC为6.6 mg/mL[18],丁香酚对多重耐药E.coli的MIC和MBC（最低杀菌浓度）分别为2.50 mg/mL[19]。血根碱对E.coli的MIC为0.32 g/L[20]。张涛等人用盐酸小檗碱、绿原酸、黄芩苷对E.coli进行体外抑菌试验，三者的MIC为1.0 mg/mL、3.75 mg/mL和6.75 mg/mL[21]。油橄榄提取物橄榄苦苷对E.coli的MIC为0.025 mg/mL[22]。Appalsamy S等人通过试验研究发现黄花蒿提取物青蒿素对E.coli的MIC为0.09 mg/mL，抑菌效果相当于链霉素[23]。

2.3 无乳链球菌

无乳链球菌（Streptococcus agalactiae，GBS）属于B组链球菌，为革兰氏阳性菌，最早从乳房炎奶牛上分离得到，是奶牛乳腺炎中最高发危害最大的病原链球菌，具有高度的接触传染性。一般为隐性感染，不表现出明显的全身症状，虽然不引起乳腺局部组织纤维化和乳腺明显脓肿，但仍会导致慢性炎症反应，造成产乳量下降。其致病机理是：感染后可在乳腺组织中大量增殖，进而损害乳腺上皮细胞、乳导管，乳腺组织，脱落的上皮细胞和炎性细胞堵塞乳腺管，进一步造成泌乳减少[24]。

丁浩等[25]测定了36种植物提取物活性成分对罗非鱼源的GBS的抑菌活性，其中效果最好的是血根碱、白屈菜红碱、和厚朴酚、厚朴酚、大黄酸的抑菌活性最好，MIC为8～32 μg/mL,其中血根碱效果最优MIC达8 μg/mL、MBC为16 μg/mL,除上述抑菌效果较强的活性成分外，丹皮酚、二氢杨梅素、二氢辣椒碱、大黄酚、山柰酚也表现出了一定的抑菌活性，只是效果较弱。连翘酯苷是连翘中活性成分最强的物质，王宏军等人[26]通过管碟法实验，结果表明其对GBS的MIC为0.625 mg/mL。苦参碱是苦参的主要活性成分，为生物碱类化合物，其对GBS的MIC为4 mg/mL[27]。彭练慈就盐酸小檗碱对GBS的抑菌机理进行初步研究，结果表明盐酸小檗碱对GBS的MIC为0.078 mg/mL[28]。绿原酸对GBS的MIC为3.16 mg/mL[29]。

3 植物提取物对乳房炎模型体内作用研究

植物提取物作用于奶牛乳房炎的治疗，其治疗机理除了直接抑菌之外，还可以促进体液免疫、细胞介导免疫，主要是抑制乳腺上皮细胞促炎性细胞因子的表达，某些黄酮类以及多糖类物质还能促进恢复泌乳功能，促进乳腺管乳腺组织的修复[30]。冷秀芬[31]用苦参碱类生物碱注射液与青链霉素注射液进行临床试验效果比对，苦参碱的临床治愈率比抗生素组高6.66%。刘平[32]等使用含绿原酸的穴位贴治疗奶牛阴性乳房炎，显著降低患病奶牛乳汁中的体细胞数。李照明[33]用青蒿素治疗大肠杆菌所致的小鼠乳房炎模型，发现其能缓解乳腺损伤，降低血清炎性因子表达水平。杨晴[34]用安石榴苷缓解金葡菌所致的小鼠乳腺炎模型，发现其能抑制金葡菌在乳腺中生长，降低促炎性因子的表达，有效预防金葡菌所致的炎性反应。郭梦尧[35]通过试验探讨黄芩苷对金葡菌所致小鼠乳腺炎的作用及机制，发现其在乳腺组织中仍有抑菌作用，具有抗炎作用且能抑制乳腺细胞程序性死亡。Liu[36]等研究发现栗树单宁添加入饲可以显著降低奶牛乳汁中的体细胞数，减轻奶牛乳腺的炎症反应。Ban[37]等研究表明小檗碱可以降低机体氧自由基代谢产物丙二醛的含量，可以作用于应激与炎症相关信号通路，防止应激与炎症之间恶性循环。孟云[38]研究发现黄芪多糖能够促进乳腺上皮细胞的增殖，降低脂多糖（LPS）造成的乳腺损伤，起到保护乳腺的目的。

4 总结与展望

在绿色健康养殖普及的今天，植物提取物在奶牛乳房炎的替抗药物的研发上具有显著的优势，首先原材料易得，我国的植物资源十分丰富，为植物提取物开发与利用提供广阔的沃土；其次，就作用效果而言，部分植物提取物的抑菌活性强作用浓度低，其用药剂量与抗生素相当甚至优于抗生素，且具备广谱抗菌的特点；除了抗菌，植物提取物还能调节炎性反应和调节泌乳。除了明确单一组分作用效果和机理，不同植物提取物之间协同用药，植物提取物与抗生素联合用药，对植物提取物药物的剂型和给药途径的摸索都是植物提取物的研发应用方向。