清热解毒类药抗细菌耐药性的研究进展

赵恒 吴玉婷 邱元泉 赵诗云

（1 南昌医学院检验学院 江西 南昌 330052；2 南昌大学第一附属医院呼吸科 江西 南昌 330006；3 江西省南昌市第一医院检验科 南昌 330008；4 江西省中医药研究院中药所 南昌 330046）

抗生素被过度使用和滥用，导致细菌基因突变，通道蛋白改变对抗生素产生的耐药性越来越强，是一个全球性的问题。针对此问题，全球的科研人员正在积极寻找和研究能消除细菌耐药性的药物。我国拥有丰富的中草药资源，中草药具有悠久的使用历史和相对可靠的使用安全性。清热解毒类药物临床适用于治疗热证，具有清热凉血和解毒的功效。在细菌感染性疾病的治疗中被广泛应用。黄芩、金银花、薄荷、鱼腥草、蒲公英、黄连、黄柏、连翘、板蓝根等[1]为清热解毒类中药的常见代表，而代表方剂则包括三黄汤、黄连解毒汤及五味消毒饮等[2]。中药成分复杂，常作用于多个靶点或通路，各个靶点或通路协同作用产生抑菌的效果。因此，研究开发新的抗耐药菌的中药新药，对于解决当前的抗生素耐药性问题，具有重要的实际意义和广阔的应用前景。现综述如下：

1 细菌耐药的现状

1.1 全球细菌耐药现状 随着抗生素的广泛应用，细菌耐药问题日趋严重。正如世界卫生组织（WHO）统计，耐药菌被认为是全球公共卫生领域的潜在威胁之一。每年约有70 万患者死于耐药性感染，预计到2050 年，这一数字将增加到1 000 万。针对细菌耐药性威胁，各国政府、医学界等都采取了一系列措施。为遏制耐药细菌的扩散，各国开始从源头上控制药品的使用。在药品研发方面，各国科学家正在积极寻找新型抗生素，研发新型抗菌药物，建立更加完善的抗菌药物库和大数据平台，并推广抗生素费用公示和限制条件等手段来控制药店销售和推销，从而有效应对目前细菌耐药性的挑战。

1.2 我国细菌耐药现状 在中国，细菌耐药问题同样严重。据中国抗菌药物耐药监测网的数据分析报道，我国也面临着同样的挑战。近年来，我国多种细菌的耐药率呈上升趋势。特别是一些医院获得性感染的病原菌，如鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌等，耐药性更加严重。此外，我国抗生素使用量较大，导致环境中抗生素残留问题突出，进一步加剧了细菌耐药问题。

1.3 细菌耐药对公共卫生的影响 细菌耐药对公共卫生产生了严重的影响。首先，耐药细菌感染的治疗难度增加，导致疾病病程延长、病死率上升。其次，耐药细菌的传播可能导致可以控制的感染病例增多，增加了医疗负担。此外，为应对细菌耐药，可能需要开发新型抗生素，但新药研发周期长、成本高，使得抗生素研发进入瓶颈期。面对耐药菌的威胁，寻找新的治疗方案和抗菌药物已成为紧迫需求，保障人类健康成为全球医学界和科研人员的重要任务。

1.4 细菌耐药性产生的原因 细菌耐药性的形成源于细菌在繁殖过程中的进化，这是一种生命的自我保护机制。耐药性的产生主要涉及基因的变异和传递。细菌在繁殖过程中，不仅可以将耐药基因传递给后代菌株，还可通过水平基因转移将其传递给其他种类的细菌。然而，不合规使用抗生素是导致耐药菌株增加的主要原因之一。过度使用广谱抗生素、初始剂量过高及滥用抗生素等行为都会加速耐药菌株的发展。此外，部分患者未经正规诊疗，自行购买和使用抗生素，进一步加剧了抗生素滥用的问题。即使有医生开具处方，但患者由于不良的依从性未能严格按照医嘱执行，这也为细菌耐药性的形成提供了有利条件[3]。从这个角度来看，需要加强对抗生素的合理使用和监管，以遏制细菌耐药性的蔓延。

2 目前临床上常见的耐药菌种类及其耐药机制

2.1 临床常见的耐药菌种类 耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌、耐药肺炎链球菌、耐药大肠埃希菌、耐药克雷伯氏肺炎菌、耐药铜绿假单胞菌及耐药鲍曼不动杆菌。这些耐药菌在临床上广泛存在，给治疗带来很大困难。

2.2 耐药机制 （1）金黄色葡萄球菌是食源性致病和化脓感染中最常见的病原菌[4]，能引起多种感染，包括皮肤感染、肺炎、败血症等。其中，金黄色葡萄球菌耐甲氧西林等β-内酰胺类抗生素，被称为甲氧西林耐药的金黄色葡萄球菌。其耐药机制主要是由于其产生了一种名为PBP2a 的改变型靶蛋白。这种蛋白对β-内酰胺类抗生素具有较低的亲和力，从而降低了抗生素对菌体的作用[5]。（2）耐药肺炎链球菌的耐药机制主要表现为对青霉素的耐药性，这是肺炎链球菌的靶蛋白青霉素结合蛋白发生了改变，由于对青霉素的亲和力降低，导致产生了对青霉素耐药性[6]。（3）耐药大肠埃希菌的耐药机制主要是通过产生一类名为超广谱β-内酰胺酶，这些酶可以断裂β-内酰胺类抗生素的内酰胺键，因而使抗生素丧失抗菌活性[7]。（4）耐药克雷伯氏肺炎菌的耐药机制主要是通过产生一种名为抗药性细菌的酶，这种酶可以断裂碳青霉烯类抗生素的内酰胺键，使得抗生素失去抗菌活性。此外，克雷伯氏肺炎菌还可能通过外排泵和靶蛋白改变等机制产生耐药性。（5）耐药铜绿假单胞菌的耐药机制主要包括β-内酰胺酶的生成、外排泵过量表达及靶蛋白改变等[8]。这些机制使得铜绿假单胞菌对多种抗生素产生了耐药性。（6）鲍曼不动杆菌是一种常见的细菌，能引起多种感染，包括呼吸道感染、泌尿道感染、创伤感染等。其耐药原因可能是其能产生一种能水解碳青霉烯类药物的β-内酰胺酶ARI-I[9]。

3 清热解毒类药物及其有效成分对抗细菌耐药性的作用机理

3.1 消除抗生素耐药质粒 抗生素耐药质粒是抗生素耐药的细菌，可以通过拥有特定基因的质粒达到耐药性的目的，这种质粒也被称作R 质粒。抗药性质粒可在细菌繁衍的过程中通过连接、传递、转化的方式传递，细菌生存环境中存在的药物有助于抗药性质粒的传播和抗药株的存活[10]。近期有多项研究表明，艾叶醇、黄芩苷、黄芩素、黄柏、甘草、黄连及五倍子的水提物等天然药物可能对抗细菌耐药性具有抑制或逆转作用。这些药物能够通过多种机制发挥抗菌作用，例如消除抗药性质粒、抑制抗药基因的表达等。刘超怡等[11]研究发现，艾叶醇能够有效消除禽源大肠杆菌对庆大霉素类抗药性质粒，消除率最高可达28.5%。陈晴等[12]研究结果显示，黄柏和甘草也具有消除抗药性质粒的能力，并对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌表现出显著的抑制作用。在药物作用48 h 后，黄柏和甘草对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌抗药性质粒的消除率分别为17.0%和12.2%，且药液浓度与抑菌效果呈正相关。黄连可以消除沙门氏菌、大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌的耐药质粒，逆转其耐药现象。汪晶等[13]研究人员发现，五倍子水提物显示出对产生超广谱β-内酰胺酶的大肠杆菌表现出较强的抑菌活性，且在24 h 和48 h 消除率分别为3.6%和4.8%的相关质粒，中药的某些成分通过对耐药质粒的转移或消除[14]，从而有效地控制细菌的耐药性。

3.2 抑制β-内酰胺酶活性 微生物的代谢过程受到多种酶催化反应的调控，抑制特定酶的活性是中药抗菌过程中的一个重要策略。耐药菌株产生的特殊酶可以使抗生素中的有效成分失去杀菌作用。以β-内酰胺酶为例，这种酶由细菌分泌，能够水解抗生素中的β-内酰胺，导致抗菌活性降低，这是细菌常见的耐药机制之一，研究发现，清热解毒的药物如清开灵和双黄连能够显著降低大肠埃希菌产生的β-内酰胺酶活性。此外，曹敏[15]使用分光光度法评估15 种中药成分对β-内酰胺酶的抑制作用，研究结果显示，芦荟大黄素、苦参碱和香紫苏醇等7 种重要中药成分能够有效抑制β-内酰胺酶的活性，且抑制效果与使用剂量呈正相关。黄连解毒汤、三黄汤和五味消毒饮三种方剂对细菌具有一定的抑菌作用，其最小抑菌浓度分别为0.5 g/ml、0.6 g/ml 和0.7 g/ml，能有效抑制产生超广谱β-内酰胺酶的大肠杆菌[16]。此外经多项研究发现，使用这些药物可同时修复头孢噻肟和头孢他定对大肠杆菌的敏感性，解决该菌株对广谱β-内酰胺酶的耐药问题。同时，这些药物还能有效降低β-内酰胺酶的活性和表达，并控制大肠杆菌产生多谱系β-内酰胺酶的情况。有趣的是，研究者还发现七种单体化合物，如苦参碱、木犀草素、槲皮素等，对β-内酰胺酶起到一定的抑制作用[17]。其中，芦荟大黄素的抑制效果十分显著，堪称研究亮点。这些研究结果进一步证明，通过抑制细菌内部酶活性，中药在抗菌过程中扮演重要角色，可谓功效卓著。

3.3 抑制耐药菌的外排泵 排泄泵是一类存在于细菌细胞膜上的蛋白质，它在一定程度上参与了细菌对抗菌药物的耐药机制[18]。有研究表明，许多细菌利用排泄泵系统将进入细胞的抗菌药物泵出细胞，从而导致细菌体内药物浓度降低[19]。最终导致抗菌药物失效并使细菌对药物产生耐药性。近年来，一些研究也指出，药物外排泵具有广泛的药物外泄功能，不仅是抗菌药物，还包括对化疗药物、抗病毒药物等的外泌作用。一些研究发现，白毛茛提取物中的成分，特别是生物碱和黄酮类物质[20]，对金葡球菌耐甲氧西林的排泄泵具有抑制作用。这些成分与小檗碱类似，可以通过竞争性地抑制细菌细胞膜上的排泄泵，从而增强抗菌效果。此外，研究还发现将Nora 和Ramr 排泄泵与这些成分结合可以抑制金葡球菌的生长，如小檗碱和甲氧基大风子素和联合用药可以抑制不同耐药菌的外排泵作用，提高其对抗生素的敏感性。陈玉娇等[21]从13 株多重耐药肠杆菌中筛选出10 株外排泵表达阳性的菌株，并研究了复方清热颗粒对它们的抗菌作用，研究结果表明，复方清热颗粒能够有效降低耐药菌对抗生素的最小抑菌浓度，并抑制外排泵的功能。其他外泄泵抑制剂的作用机制包括影响外泄泵的组装、中断外泄泵的能量供给，以及阻碍底物通过外泄泵通道的方式来发挥作用[22]。中药的化学成分极其复杂，不同成分可能通过多种机制参与抑制耐药细菌的外泄泵[23]。

3.4 影响细菌细胞膜的通透性 清热解毒的中药类似于多肽类抗生素，其作用机制可通过调节细菌细胞膜的通透性从而产生抑菌效果。中药中存在着许多具有抑菌的活性物质，这些物质往往通过多种协同作用发挥出抑制细菌的效果。吴峥嵘[24]使用透射电镜观察了双黄连对多重耐药大肠埃希菌细胞膜结构的影响，结果显示在接受双黄连作用8 h 后，大肠埃希菌的胞质中出现了许多空泡，并且细胞分裂减少；24 h 后一些细菌可能会出现胞质流失，但其菌膜结构仍然存在。宫海燕[25]观察发现，牛至中含有麝香草酚和香芹酚，这些物质具有调节细菌细胞膜通透性的功能，进而导致细胞膜形态学上的变化。黄芩中的有效成分黄芩苷和黄芩素，这些成分能够抑制细菌的生长、生物膜的形成，并减少外排泵的表达，并增强抗生素的抗菌活性。刘昊等[26]研究结果显示，通过测定黄芩苷的最低抑菌浓度和抑菌活性，发现黄芩苷对大肠埃希菌具有抗菌效果，黄芩苷的最低抑菌浓度为7 mg/ml，且在2 h 内即能达到最高的抑菌效果。研究还发现，在给予1 倍最低抑菌浓度的黄芩苷后，大肠埃希菌的胞外乳酸脱氢酶活力逐渐升高，2 h 内大肠埃希菌的细胞体积缩小，并且细胞内脱氧核糖核酸含量减少。黄芩苷的作用是对大肠埃希菌的细胞膜造成损伤，进而增加了细菌细胞膜的渗透性，导致细胞内物质外泄，从而展现出其抗菌活性。这些研究结果显示，一些中药的抗菌机制类似于经典多肽类抗生素如多粘菌素，其主要作用机制是通过调控细菌细胞膜的通透性来实现抑菌作用。

4 问题与展望

目前对于清热解毒类中药对抗耐药菌作用机制的研究还只是冰山一角，复杂的耐药机制是耐药菌和多重耐药菌的共同症结，通常多种耐药机制共同存在。同样，中药对耐药菌的抑制作用也是多种因素共同作用的结果。这给研究中药抑制耐药菌耐药机制带来了巨大的挑战。在研究一种抗耐药机制的同时，往往忽略其他抑菌机制，这将是今后研究需要关注的问题。当前中药抑菌机制的研究主要以体外抑菌研究为主，中药抗耐药菌作用的研究在体内研究相对较少，而临床研究更为稀少。此外，实验方法和手段往往单一，很多研究没有将体内外实验和临床观察结合起来，无法全面分析中药的抑菌作用。中药抗耐药菌作用的研究范围也不够全面，目前对于清热解毒类中药（如黄芩、大青叶、板蓝根、连翘大黄、黄连、败酱草、黄柏、金银花等）的研究较多，而其他中药的研究相对较少。鉴于我国中药资源丰富，目前的研究仍然过于局限。综上所述，随着对耐药菌耐药机制的研究不断深入，清热解毒药类中药及其有效抑菌成分的分离和提取工艺的改进，以及中医辨证论治理论体系与基因工程等相关学科的快速发展，有望开发出具有强大抑菌能力、高纯度且副作用小的中药制剂。与抗生素相比，天然中草药的来源更容易获取，成本更低，且无环境污染等优点，使其具有更广泛的应用群体和适用场合。