中草药防治畜禽沙门氏菌病研究进展

2024-04-03 20:10罗芹
养殖与饲料 2024年2期
关键词:绿原沙门氏菌金银花

罗芹

贵州省都匀市养殖业发展中心,贵州都匀 558000

近年来随着畜禽养殖业的不断大力发展,高密度养殖规模下随之而来的是细菌性疾病不断攀升。其中沙门氏菌作为畜禽养殖业中一种常见的食源性病原菌,对畜禽养殖业的危害尤为严重。其属革兰氏阴性菌,易感多种动物,有多种血清型,其中危害畜禽生产的血清型主要是猪霍乱沙门氏菌、肠炎沙门氏菌和鸡白痢沙门氏菌等,给畜禽养殖业造成严重的经济损失[1]。除此之外,近些年来沙门氏菌的耐药也越发严重,王玉燕等[2]研究发现37 株沙门氏菌均明显耐药,其中对氨苄西林耐药率达到67.57%,对多西环素、庆大霉素、四环素耐药率也超过50%,同时沙门氏菌分离株还存在多重耐药,多重耐药率高达100%。当前随着“禁抗”的实施,养殖业迫切需要合适的抗生素替代物缓解耐药的产生。而使用中草药作为抗生素替代物缓解耐药是一种安全、高效的方法。这是由于中草药富含丰富的活性成分,具有抗菌、抗炎、抗氧化和提高机体免疫力等作用,此外因其不易产生耐药性以及绿色、安全的特性一直广泛应用于畜禽养殖业。因此,本文将在介绍中草药对沙门氏菌的作用机制基础上,进一步阐明中草药在畜禽沙门氏菌病防治中的应用,为中草药防治沙门氏菌病的应用发展提供一定的参考。

1 中草药防治沙门氏菌病的作用机制

1.1 抑 菌

目前大量研究发现中草药对沙门氏菌具有有较好的抑菌效果,王刚等[3]研究发现黄连、石榴皮、诃子、红藤、薏苡仁、败酱草、炒白术7味中草药均对藏猪源沙门氏菌有一定的抑菌效果,其中黄连效果最佳,同时将其灌喂给感染沙门氏菌的小白鼠后能显著提高其生存率。朱晓萍等[4]利用琼脂平板打孔法和稀释法筛选黄连、金银花、连翘等在内的17味中药对肠炎沙门氏菌的抑菌效果,发现知母、五倍子、黄芩和黄连抑菌效果较好,其中黄连抑菌效果最佳。王斌等[5]以库拉索芦荟的各个部位为研究对象,发现库拉索芦荟嫩叶、中叶、老叶均对肠炎沙门氏菌有一定的抑菌效果,其中抑菌效果最佳的最低抑菌质量浓度为0.062 5 g/mL。葛慧芳等[6]研究发现川芎醇提取物中含有丰富的生物碱川芎嗪和阿魏酸,对羟自由基的清除效果较好的同时能显著抑制沙门氏菌的生长,其抑菌圈最高能达到 32.92 mm。史蓉等[7]研究发现枸杞中主要成分为枸杞多糖、多酚、甜菜碱等,具有一定的抗氧化、抗菌作用和良好的还原能力,对沙门氏菌也具有较好的抑菌效果。Wang 等[8]研究发现槲皮素作为一种类黄酮物质,具有良好的抗菌效果,通过体外抑菌实验发现随着槲皮素浓度的不断增加,对沙门氏菌的抑制效果也不断增强,同时给肉鸡饲喂42 d 后能显著降低肠道中沙门氏菌的含量。总之,大量中草药均能有效抑制沙门氏菌的生长,在防治沙门氏菌感染方面拥有良好的效果。

1.2 对细菌结构的影响

中草药除了能直接抑制沙门氏菌的生长外,还能破坏其菌体重要结构,如细胞膜和细胞壁等,导致细菌发生死亡。唐志凌等[9]研究发现草果提取物对沙门氏菌有较好的抑菌效果,且随草果提取物浓度的上升而抑菌效果增强。同时还导致沙门氏菌菌体黏连和断裂现象,以及出现不同程度的扭曲,表面粗糙和细胞边界不明显,此外部分细菌还会破裂成块状,导致细胞内容物外泄和其他破裂的细菌合在一起,出现菌体堆叠等现象,以及胞外AKP 酶的含量出现显著上升。王虹懿等[10]研究发现将绿原酸、Helveticin-M 以及将其共同使用均能抑制肠炎沙门氏菌的生长,同时两者复合使用能显著增强抑菌效果和杀菌效果,此外还会导致菌体相互堆叠,出现溶胀、扭曲,细胞表面粗糙加重、褶痕变多,形态严重遭到破坏,内容物泄漏,以及细胞膜通透性明显增加和细胞膜受到严重损害。综上,中草药中丰富的活性成分,能通过破坏沙门氏菌的细胞壁、细胞膜等重要结构来防治沙门氏菌感染。

1.3 对耐药性的影响

当前沙门氏菌耐药性日趋严重,因此缓解耐药变得迫在眉睫,中草药能有效延缓沙门氏菌耐药的产生。匡秀华等[11]研究发现茶树精油能明显抑制耐药的沙门氏菌的生长,还通过破坏沙门氏菌的细胞壁结构,使菌体内的碱性磷酸酶释放;此外,还能抑制其细胞壁和细胞膜的产生,从而导致其胞外蛋白质量浓度增加,对生物膜产生较强的清除作用和抑制沙门氏菌鞭毛动力。师红萍等[12]研究发现高耐药率的沙门氏菌在苦瓜的作用下耐药率显著降低,同时减弱了沙门氏菌的细菌黏附性和生物膜的形成,导致耐药谱发生显著改变。由此可知,中草药能有效减缓沙门氏菌耐药问题,但当前对中草药影响沙门氏菌耐药机制的研究较少,未来还需要不断深入研究。

2 中草药在沙门氏菌病防治中的应用

2.1 单味中草药在沙门氏菌相关疾病中的应用

目前单味中草药对沙门氏菌的研究较多。马保臣等[13]通过体外抑菌实验发现包括金银花、蒲公英、连翘、当归、鱼腥草、诃子等多味中草药均能抑制沙门氏菌的生长,其中以诃子、鱼腥草和蒲公英抑菌效果最好。许二学[14]发现在20 种单味中草药中,诃子、黄连、沙棘、酱败草、苦参、锦灯笼猪、白头翁等对沙门氏杆菌的抑菌效果较好,其中诃子、苦参和黄连的抑菌效果最佳。此外,有研究发现包括黄芪、何首乌、黄连在内的8种中草药中,黄芪、黄连和大黄对育肥猪肠道沙门氏菌的抑菌效果最显著[15]。印双红等[16]研究发现天麻的无水乙醇提取物主要成分有机酸类、还原糖、氨基酸及油脂类等,对热稳定性、紫外光和酸碱稳定性较好的同时能明显抑制乙型副伤寒沙门氏菌的生长,其最低抑菌质量浓度为25 mg/mL。下面分别单独介绍金银花、蒲公英、肉桂、迷迭香在防治沙门氏菌病中的应用情况。

1)金银花。金银花属忍冬科忍冬属,广泛分布于中国大部分地区。金银花中富含丰富的抗菌成分,其中主要抗菌成分为绿原酸。研究发现金银花具有良好的抗氧化性,能较好地清除自由基,同时对沙门氏菌具有良好的抑菌效果,能显著抑制沙门氏菌的增殖[17]。金银花醇提液对沙门氏菌抑制作用明显,其中对沙门氏菌的抑菌率为9.8%[18]。魏宇超等[19]通过牛津杯法和稀释法测定绿原酸对沙门氏菌的抑菌效果,发现绿原酸对沙门氏菌具有良好的抑菌效果,最低抑菌质量浓度为2.50 g/L。Sun等[20]发现绿原酸对冷冻鲜鸡食源性病菌肠炎沙门氏菌具有较强的抑制效果,它通过抑制苹果酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶的活性,诱导肠炎沙门氏菌的细胞包膜损伤,进而通过细胞膜内和外膜的损伤破坏细胞代谢最终导致细胞死亡。Yang 等[21]也有同样发现,绿原酸对沙门氏菌有较好的抑菌效果,最低抑菌质量浓度为6.25 mg/L,在绿原酸的作用下,沙门氏菌的渗透性和可溶性蛋白释放明显增强,膜的流动性增强,导致细胞变形萎缩和完整性受损。还有研究发现绿原酸能减轻小鼠感染沙门氏菌后引起的病理损伤,改善了肠道细胞因子的分泌障碍,降低了小鼠的死亡率[22],同时在绿原酸治疗后小鼠后肠道GAS5表达上调,LncRNA GAS5竞争性地与miR-23a 结合,上调PTEN 并抑制p38 MAPK 通路,表明绿原酸通过lncRNA GAS5/miR-23a/PTEN轴调控p38 MAPK 通路,促进沙门氏菌感染中的自噬,缓解沙门氏菌的感染。综上所述,目前金银花及主要成分绿原酸对沙门氏菌的体内外影响研究皆比较深入丰富,证明金银花和绿原酸是良好的防治沙门氏菌病的替抗剂。

2)蒲公英。蒲公英,别名地丁,属于菊科蒲公英属多年生草本植物,目前有许多研究发现其对沙门氏菌抑菌效果较好。王新等[23]研究发现蒲公英对沙门氏菌具有一定的抑菌效果,且随着浓度的增加,抑菌效果也不断增加。张强等[24]研究发现蒲公英提取物对沙门氏菌具有明显的抑菌效果,最低抑菌浓度为0.031 25 g/mL。宋晓勇等[25]进一步通过超声波法有效提取出蒲公英多糖成分,再使用纸片法和琼脂稀释法测定蒲公英多糖对沙门氏菌的抑菌效果,发现蒲公英多糖能有效抑制沙门氏菌的生长,最低抑菌浓度为20 mg/mL。齐仁立等[26]使用常温水提、醇提法和煎煮水提进行提取蒲公英后测定对沙门氏菌的抑菌效果,发现不同的蒲公英提取物均能有效抑制沙门氏菌的生长,其中最低抑菌质量浓度为0.031 25 g/mL。李云祥等[27]通过索氏提取法来提取蒲公英脂溶性成分,再通过纸片抑菌法来探究蒲公英脂溶性成分对常见食源性致病菌沙门氏菌的抑菌效果,发现蒲公英脂溶性提取物对沙门氏菌的最低抑菌浓度为8 mg/mL,还能通过破坏沙门氏菌细胞膜增加其通透性,导致胞内核酸物质流出,细胞出现破损严重。总之,蒲公英作为物美价廉的中草药,防治沙门氏菌拥有广阔前景,未来还需更多研究蒲公英在机体内的应用机制。

3)肉桂。肉桂作为中草药中常见的药材之一,在国内广泛种植,其主要成分肉桂醛具有较好的抗菌效果。胡心怡等[28]采用微量稀释法发现肉桂醛对沙门氏菌有较好的抑菌效果,MIC为0.25 mg/mL,同时随着浓度提高,抑菌效果更强。此外,它还能够破坏沙门氏菌的细胞膜,导致形态出现黏连、皱缩、塌陷以及表面轮廓不完整现象,而部分还出现折断现象导致菌体变形更加严重,可以显著抑制盐焗鸡表面微生物生长繁殖,从而达到保鲜效果。吴贵富[29]研究发现包括迷迭香精油、柠檬精油、桉叶精油、牛至油等17种精油中对沙门氏菌抑菌效果最强的是肉桂醛。Alibi 等[30]研究发现肉桂精油对肠炎沙门氏菌具有较强的抑菌效果,能显著减少生物膜的形成和抗粘附作用,同时对群体感应的抑制作用明显。王康莉等[31]采用牛津杯法和试管二倍稀释法研究肉桂醛、百里香酚、香兰素三者对沙门氏菌的抑菌效果,发现3 种药物均显著抑制沙门氏菌的生长,其中肉桂醛效果最佳。综上可知,肉桂醛对沙门氏菌具有较好的抑菌效果,机制研究也比较清晰,但对畜禽防治沙门氏菌的应用还需一定的深入探究。

4)迷迭香。迷迭香是一种芳香的药用植物,属于唇形科,在大多数地中海国家生长。迷迭香的抗氧化和抗菌活性主要归因于其酚类化合物,包括迷迭香酸、红酸、玫瑰醇、红醇等。Weerakkody 等[32]研究发现迷迭香提取物主要成分为醇类,包括1,8-桉叶醇、薄荷-1-烯-8-醇、芳樟醇等对鼠伤寒沙门氏菌有较好的抑菌效果。此外,也有研究发现迷迭香提取物中所含的成分同样为醇类,具有显著的抗氧化能力和清除自由基能力,同时对沙门氏菌具有较好的抑菌作用,而且用迷迭香处理冷藏期间的食物后导致食源性病原菌沙门氏菌显著减少[33]。Bozin等[34]发现迷迭香精油能明显抑制伤寒沙门氏菌、肠炎沙门氏菌的生长,能表现出显著的抗真菌活性,能在半抑制浓度下(3.82 µg/mL)还能显著降低自由基形成,且呈剂量依赖性。覃兰迁等[35]研究发现迷迭香水提物对沙门氏菌感染小鼠后的肝脏、肾脏和脾脏都具有保护作用,它可减弱由沙门氏菌引起的上皮细胞脱落,肠绒毛结构破坏,对小鼠肠道有一定的保护作用;同时它还能导致小鼠感染沙门氏菌血清中的肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6 和白细胞介素-1β 含量显著降低,减弱炎症反应。由上可知,迷迭香精油作为体外良好的抗菌剂,在体内也能有效防治沙门氏菌引起的感染,是一种潜在的防治沙门氏菌病的替抗物。

2.2 复方中草药在沙门氏菌相关疾病中的应用

复方中草药富含多种丰富的活性成分,通过不同的作用机制抑制沙门氏菌生长的同时更加不易产生耐药性。李萌等[36]采用牛津杯法、二倍稀释法发现百里香酚和植酸对猪沙门氏菌均有一定的抑菌效果,其中百里香酚对沙门氏菌的最低抑菌浓度为1.56 mg/mL,植酸对沙门氏菌的最低抑菌浓度为2.18%。陈希文等[37]采用纸片扩散法和平板稀释法测定包括金银花、石榴皮、马齿苋在内的24 味中草药对猪沙门氏菌的抑菌效果测定,发现金银花、黄芩、诃子抑制效果最明显,此外以黄芩、黄连、黄柏组成的复方抑菌效果良好。王冠男等[38]通过二倍稀释法来测定黄连、五味子、石榴皮、连翘、黄芩等37 种中草药对鸡沙门氏菌的抑菌效果,发现石榴皮、黄芩、五味子、黄连、板蓝根、菊花、丁香、连翘等抑菌效果较好,而其中五味子、石榴皮、玫瑰茄效果最佳,在进行复方测定后发现玫瑰茄和石榴皮以及玫瑰茄和五味子的复方抑菌效果最好。王宝刚等[39]采用水煎煮法和乳酸菌发酵法探究蒲公英、金银花、菊花及复方对甲型副伤寒沙门氏菌抑菌效果,发现水煎煮法导致蒲公英对甲型副伤寒沙门氏菌的抑菌效果最显著,其次是蒲公英、金银花、菊花组成的复方;此外,金银花和菊花均对甲型副伤寒沙门氏菌抑制效果明显,采用乳酸菌发酵后发现抑菌效果显著的则是蒲公英、金银花、菊花组成的复方以及蒲公英组。总之,复方中草药拥有更加丰富的抗菌成分,抗菌效果也更加显著,但不同的提取方法对其抑菌的效果有一定的差异,而抗菌机制更加复杂,难以明确,未来还需继续挖掘。

2.3 中西结合治疗在沙门氏菌相关疾病中的应用

当前除了采用复方中草药防治沙门氏菌的同时还可以联合抗生素以及其他技术抑制沙门氏菌的增殖。Sun 等[40]研究发现超声联合绿原酸处理肠炎沙门氏菌后对生物膜和浮游细胞的抑制具有协同作用,显著增加了肠炎沙门氏菌细胞膜的通透性。同时还能迅速破坏肠炎沙门氏菌细胞膜的完整性,导致呼吸链脱氢酶活性急剧降低,此外,还导致肠炎沙门氏菌生物膜中的多糖含量显著减少。王新等[41]研究发现中药复方和甲氧苄啶对沙门氏菌具有一定的抑菌效果,当将中药复方与甲氧苄啶联用时能显著增强对沙门氏菌的抑制效果,且随着剂量的不断升高而逐渐增强。由上可知,中西结合治疗在抑制沙门氏菌生长的同时能有效缓解抗生素的耐药,是一种有效防治沙门氏菌病的方法。

3 结 语

当前,随着畜禽养殖业规模化的发展,抗生素使用的不规范及滥用导致沙门氏菌的耐药日趋严重,给畜禽养殖业造成严重的经济损失,同时威胁着人类的食品安全。中草药具有良好的抗菌效果的同时不易产生抗性,还可以作为饲料添加剂添加到畜禽饲料中,是一种很好的替抗物。大量的中草药均能有效防治沙门氏菌感染,其中黄连、诃子、金银花、蒲公英、肉桂、迷迭香对沙门氏菌具有更好的抗菌效果。但目前中草药在畜禽养殖业中的应用也存在一些问题:中草药成分复杂且难提取,主要抗菌成分及机制难以明确;单一中草药药效不佳;中草药缓解耐药机制研究较少。因此,未来还需要深入探究中草药中的主要抗菌成分,明确其抗菌机制;面对单一药效不佳时可采用复方制剂进行治疗和中西结合进行治疗;同时还需加大对中草药缓解耐药的机制进行深入探究。总而言之,中草药在防治畜禽沙门氏菌病方面拥有广阔的前景。

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