CN111744016A - 复方氨基酸在制备提高细菌对抗生素敏感性药物中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物医药技术领域,具体涉及复方氨基酸在制备提高细菌对抗生素敏感性药物中的应用。实验证明,将复方氨基酸与抗生素联用,可以提高细菌对抗生素的敏感性,并促进抗生素进入细菌细胞内,显著增加细胞内抗生素的含量,提高抗生素的杀菌效果,从而降低细菌生存率,治疗细菌侵染引起的疾病。
Description
技术领域
本发明属于生物医药技术领域。更具体地,涉及复方氨基酸在制备提高细菌对抗生素敏感性药物中的应用。
背景技术
二十世纪初,抗生素的发现和应用使细菌感染疾病得到控制。然而,耐药菌、超级细菌的出现,抗生素治疗细菌性疾病出现疗效降低甚至无效的情况,人类又面临着新的挑战。目前细菌产生耐药性的速度逐渐加快,而新药研发的难度和时间都在逐渐增加,照此下去,在不久的将来很可能会出现无药可用的危险局面,严重威胁人类健康和生命安全。
氨基酸作为广泛存在于自然界中的小分子化合物,是促进人体生长、维持身体正常代谢、提供生命活动的重要物质,也是合成机体所需抗体、激素、酶类和其他组织的原料和构成人体蛋白质的基本单位。现有研究发现,一些氨基酸与抗生素联用,可以提高细菌对抗生素的敏感性,如中国专利申请CN107308453A公开了胱氨酸或半胱氨酸的新应用,将胱氨酸或半胱氨酸和抗生素联用可以提高细菌对抗生素的敏感性,提高抗生素的杀菌作用,但是其所达到的效果有限,并且针对的是大肠杆菌、葡萄球菌等细菌的敏感菌,而对于已经产生耐药性的细菌,单个氨基酸与抗生素联用所达到的效果还有待提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服单一氨基酸与抗生素联用提高细菌对抗生素敏感性的效果有限,特别是对已经产生耐药性的细菌效果不理想的缺陷和不足,探索一种新的提高细菌对抗生素敏感性的方案。
本发明的另一目的在于提供复方氨基酸在制备提高细菌对抗生素敏感性药物中的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现:
我们前期研究显示,丙氨酸、谷氨酰胺、L-天冬氨酸具有提高细菌对抗生素的敏感性的作用,然而并非所有氨基酸都有此作用,同时各种不同氨基酸作用于机体后,发挥提高细菌对抗生素的敏感性的作用机理不尽相同,因此是否可以通过多种氨基酸的复配从而实现更大幅度地提升细菌对抗生素敏感性的能力,无法预料。我们经过大量的探索研究,组成了一种复方氨基酸组合,能够显著提升细菌对抗生素的敏感性,并促进抗生素进入细菌细胞内,显著增加细胞内抗生素的含量,提高抗生素的杀菌效果,从而降低细菌生存率,治疗细菌侵染引起的疾病,将复方氨基酸制剂应用于制备提高细菌对抗生素敏感性药物中,效果非常好。
因此,本发明提出复方氨基酸在制备提高细菌对抗生素敏感性药物中的应用。
进一步地,所述复方氨基酸的总氨基酸含量为5~12%。
更进一步地,所述复方氨基酸含有甘氨酸、丝氨酸、色氨酸、赖氨酸和苏氨酸。
优选地,所述复方氨基酸含有天门冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、组氨酸、甘氨酸、苏氨酸、丙氨酸、精氨酸、酪氨酸、胱氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、醋酸赖氨酸和脯氨酸。
进一步地,所述复方氨基酸中,每种氨基酸占总氨基酸的摩尔浓度比为:天门冬氨酸2.65~2.8%、谷氨酸4.09~4.23%、丝氨酸2.37~4.64%、组氨酸4.62~4.81%、甘氨酸11.25~11.6%、苏氨酸5.06~5.22%、丙氨酸19.57~20.11%、精氨酸6.88~7%、酪氨酸0.16~0.27%、胱氨酸0.09~0.21%、缬氨酸6.67~6.8%、甲硫氨酸4.04~4.17%、色氨酸0.98~1.04%、苯丙氨酸5.12~5.27%、异亮氨酸4.59~4.74%、亮氨酸6.44~6.45%,醋酸赖氨酸6.59~6.64%和脯氨酸6.23~6.32%。
所述复方氨基酸还可以含有药学上可接受的辅料,制成口服液、注射剂等剂型。
更进一步地,所述抗生素包括β-内酰胺类抗生素、喹诺酮类抗生素(巴洛沙星)和氨基糖苷类抗生素(庆大霉素)。
其中,β-内酰胺类抗生素包括头孢菌素类抗生素(头孢唑啉、头孢曲松、头孢噻呋)、青霉素类抗生素(氨苄青霉素)和碳青霉烯类抗生素(亚胺培、南美罗培南、厄他培南)。
进一步地,所述细菌包括敏感菌和耐药菌。
更进一步地,所述细菌包括革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。
其中,革兰氏阴性菌包括大肠杆菌、溶藻弧菌、副溶血弧菌、铜绿假单胞杆菌;革兰氏阳性菌包括菌枯草芽孢杆菌、葡萄球菌、链球菌、肺炎双球菌、炭疽杆菌、破伤风杆菌。
另外的,本发明还提供了一种提高细菌对抗生素敏感性的药物,含有有效量的复方氨基酸和抗生素。
进一步地,所述抗生素和复方氨基酸中总氨基酸的质量比为1:(12.5~1824)。
本发明具有以下有益效果:
本发明首次公开了复方氨基酸在制备提高细菌对抗生素敏感性药物中的应用,将复方氨基酸与抗生素联用,可以提高细菌对抗生素的敏感性,并促进抗生素进入细菌细胞内,显著增加细胞内抗生素的含量,提高抗生素的杀菌效果,从而降低细菌生存率,治疗细菌侵染引起的疾病。
同时,基于本发明的方案,可直接利用现有的复方氨基酸制剂产品,由多种氨基酸、糖、电解质、微量元素、维生素及pH值调节剂等配制而成,具有纯度高、含氮量低、不良反应少和几乎全部可被利用于蛋白质合成等优点,是肠外营养的基本供氮物。目前复方氨基酸在临床上主要作为补充营养制剂,已通过临床试验,安全可靠。
附图说明
图1为实施例1对人工传代获得的头孢唑啉大肠杆菌耐药菌最小抑菌浓度(MIC)的测定结果统计图。
图2为实施例1三种复方氨基酸协同头孢唑啉对大肠杆菌敏感菌及大肠杆菌耐药菌的生存率的结果统计图。
图3为实施例1复方氨基酸提高敏感菌K12和耐药菌K12-RCZO对头孢唑啉的敏感性考察实验结果统计图。
图4为实施例1复方氨基酸不同浓度梯度提高大肠杆菌对头孢唑啉敏感性影响结果统计图。
图5为实施例1复方氨基酸提高大肠杆菌头孢唑啉耐药菌对不同浓度头孢唑啉敏感性影响结果统计图。
图6为实施例1复方氨基酸提高大肠杆菌头孢唑啉耐药菌对头孢唑啉不同时间敏感性影响结果统计图。
图7为实施例1复方氨基酸增加细菌胞内抗生素的含量考察结果统计图。
图8为实施例2复方氨基酸显著提高头孢菌素类抗生素的杀菌效率结果统计图。
图9为实施例2复方氨基酸显著提高青霉素类抗生素的杀菌效率结果统计图。
图10为实施例2复方氨基酸显著提高喹诺酮类抗生素的杀菌效率结果统计图。
图11为实施例2复方氨基酸显著提高氨基糖苷类抗生素的杀菌效率结果统计图。
图12实施例3添加复方氨基酸后,多种细菌对头孢唑啉的生存率结果统计图;A为溶藻弧菌,B为副溶血弧菌,C为铜绿假单胞杆菌,D为枯草杆菌。
图13为实施例4临床大肠杆菌耐药菌对头孢唑啉耐药性测定结果统计图。
图14为实施例4添加复方氨基酸后,临床大肠杆菌耐药菌对头孢唑啉的生存率测定结果统计图。
图15为实施例4添加复方氨基酸后,临床大肠杆菌耐药菌胞内头孢唑啉的含量测定结果统计图。
图16为实施例4添加复方氨基酸后,临床大肠杆菌耐药菌对美罗培南的生存率测定结果统计图。
图17为实施例4添加复方氨基酸后,临床大肠杆菌耐药菌对左氧氟沙星的生存率测定结果统计图。
图18为实施例5复方氨基酸组分单一氨基酸单独添加时头孢唑啉对临床菌的生存率测定结果统计图。
图19为实施例5复方氨基酸组分5种氨基酸组合添加时头孢唑啉对临床菌的生存率测定结果统计图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明,本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明,以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1复方氨基酸提高头孢唑啉大肠埃希耐药菌对头孢唑啉的敏感性
1.1人工传代耐药菌-头孢唑啉大肠埃希耐药菌的获得
以大肠埃希敏感菌K12为起始菌株,在含1/2最小抑菌浓度(MIC)的头孢唑啉液体培养基中连续传代,每隔五代在平板上划线,获得单克隆并测定其对头孢唑啉的MIC;直至获得菌株的MIC为80μg/mL,即是起始菌株的64倍(具体参见图1),将其命名为头孢唑啉大肠埃希耐药菌(K12-RCZO)。
1.2复方氨基酸提高大肠埃希敏感菌及头孢唑啉大肠埃希耐药菌对头孢唑啉敏感性
实验材料:三种氨总基酸含量分别为5%、8.5%、11.4%的复方氨基酸,三种复方氨基酸中每种氨基酸占总氨基酸的摩尔浓度比参见表1。
表1三种复方氨基酸中每种氨基酸占总氨基酸的摩尔浓度比
氨基酸 | 5%复方氨基酸 | 8.5%复方氨基酸 | 11.4%复方氨基酸 |
天门冬氨酸 | 2.80% | 2.69% | 2.65% |
谷氨酸 | 4.23% | 4.09% | 4.14% |
丝氨酸 | 2.37% | 4.64% | 4.58% |
组氨酸 | 4.81% | 4.62% | 4.69% |
甘氨酸 | 11.60% | 11.27% | 11.25% |
苏氨酸 | 5.22% | 5.06% | 5.12% |
丙氨酸 | 20.11% | 19.65% | 19.57% |
精氨酸 | 7.00% | 6.92% | 6.88% |
酪氨酸 | 0.27% | 0.16% | 0.18% |
胱氨酸 | 0.21% | 0.12% | 0.09% |
缬氨酸 | 6.80% | 6.74% | 6.67% |
甲硫氨酸 | 4.17% | 4.04% | 4.09% |
色氨酸 | 1.04% | 0.98% | 1.00% |
苯丙氨酸 | 5.27% | 5.12% | 5.12% |
异亮氨酸 | 4.74% | 4.59% | 4.65% |
亮氨酸 | 6.45% | 6.45% | 6.44% |
醋酸赖氨酸 | 6.64% | 6.61% | 6.59% |
脯氨酸 | 6.27% | 6.23% | 6.32% |
实验对象:
细菌样本的制备:挑取敏感菌K12或耐药菌K12-RCZO单克隆细菌,分别接种于50mLLB液体培养基中,37℃,200rpm培养17h后,8000rpm,4min离心收集菌体;用0.85%生理盐水洗涤菌体2次,悬浮于1×M9培养基中,调OD600值为0.6,然后分装5mL于试管中,用于后续试验研究。
1.2.1复方氨基酸提高敏感菌K12和耐药菌K12-RCZO对头孢唑啉的敏感性
将总氨基酸含量分别为5%、8.5%、11.4%的复方氨基酸配置为最终总氨基酸摩尔浓度均为2mM的溶液,协同头孢唑啉(敏感菌使用浓度为80μg/mL,耐药菌使用浓度为2mg/mL)作用于细菌6小时后,取100μL进行倍比稀释,从中取10μL菌液进行平板计数;菌落在20-200区间的数据可用于统计分析,细菌存活率是处理组细菌CFU(菌落形成单位/毫升)与对照组细菌CFU的百分比,每种处理3个生物学重复;结果参见图2。
由图可见,5%、8.5%和11.4%的复方氨基酸协同头孢唑啉作用于敏感菌K12的生存率分别降低320倍、310倍和274倍;作用于耐药菌K12-RCZO的生存率分别降低3,556倍、4,299倍和4,273倍。说明三种配比的复方氨基酸均能有效恢复细菌对头孢唑啉敏感性,并且三者之间的协同杀菌效果无显著性差异。因此,后续实验采用最低浓度配比的5%复方氨基酸进行研究。
1.2.2 5%复方氨基酸提高敏感菌K12和耐药菌K12-RCZO对头孢唑啉的敏感性
将制备好的每种细菌样本分成4组:对照组,只加2mM 5%复方氨基酸组,只加头孢唑啉抗生素组(敏感菌K12浓度为80μg/mL,耐药菌K12-RCZO浓度为2mg/mL)和头孢唑啉和2mM复方氨基酸组。将细菌于37℃,200rpm孵育6h,然后取100μL进行倍比稀释,从中取10μL菌液进行平板计数,计算细菌存活率;结果参见图3。
由图可见,复方氨基酸协同头孢唑啉导致敏感菌K12的生存率降低320倍,耐药菌K12-RCZO的生存率降低3,556倍,说明复方氨基酸可提高细菌包括人工传代耐药菌对头孢唑啉的敏感性。
1.2.3复方氨基酸提高头孢唑啉耐药菌对头孢唑啉敏感性的重要条件研究
1.2.3.1复方氨基酸提高大肠埃希菌对头孢唑啉敏感性具有浓度依赖性
为了解复方氨基酸浓度与杀菌效率之间是否存在梯度效应以及其最佳杀菌浓度,在固定头孢唑啉浓度(大肠埃希敏感菌K12为80μg/mL,头孢唑啉大肠埃希耐药菌为1,000μg/mL)的基础上加入不同浓度的复方氨基酸(0~64mM)作用6h;然后,进行活菌计数,并计算生存率,计算公式为:添加不同浓度复方氨基酸时活菌数/不添加复方氨基酸时活菌数×100%;结果参见图4。
由图可见,大肠埃希敏感菌K12在80μg/mL头孢唑啉情况下,添加0、0.125、0.5、2.0、8.0、32、64mM复方氨基酸后,其生存率依次为89.6%、54.9%、0.705%、0.0341%、0.00301%、0.00247%、0.00104%;头孢唑啉大肠埃希耐药菌在1,000μg/mL头孢唑啉情况下,生存率依次为92.6%、71.4%、20.4%、0.0211%、0.0181%、0.0167%、0.0146%。头孢唑啉敏感菌在复合氨基酸浓度为8mM时,与单独添加抗生素相比,协同杀菌倍数达29,807倍,继续增大氨基酸浓度,促进杀菌效果不再明显增强;头孢唑啉耐药菌在复合氨基酸浓度为2mM时,与单独添加抗生素相比,协同杀菌倍数达4,396倍,并且继续增大复方氨基酸浓度,促进杀菌效果不再明显增强。可见,为了提高耐药菌对抗生素的敏感性,2mM复方氨基酸可作为最佳协同杀菌浓度。
1.2.3.2复方氨基酸提高耐药菌对头孢唑啉敏感性具有抗生素浓度梯度效应
为探讨复方氨基酸提高耐药菌对抗生素的敏感性与抗生素浓度的关系,设置了8个头孢唑啉浓度梯度(0、62.5、125、250、500、1,000、2,000和4,000μg/mL);然后,分别添加和不添加2mM复方氨基酸,6h后采用平板法进行活菌计数;比较在相同抗生素浓度情况下,未添加复方氨基酸(对照)和添加复方氨基酸后细菌的生存率;计算公式为:添加或不添加复方氨基酸时活菌数/6h后在M9中活菌数×100%;结果参见图5。
由图可见,在加入2mM复方氨基酸后,随着头孢唑啉浓度的升高,对耐药菌K12-RCZO杀菌效率大大提高。在不加复合氨基酸的62.5、125、250、500、1,000、2,000和4,000μg/mL头孢唑啉浓度下导致细菌的生存率依次为:87.5%、96.9%、83.3%、78.6%、83.3%、84.4%、69.8%;在添加复合氨基酸相应浓度头孢唑啉导致细菌的生存率依次为:78.1%、57.8%、35.9%、0.117%、0.0228%、0.0172%和0.0154%。添加复合氨基酸后增加杀菌倍数分别是1.12倍、1.68倍、2.32倍、674倍、3,661倍、4,909倍、4,527倍,而头孢唑啉浓度从62.5μg/mL至2,000μg/mL可以使杀菌率从1.12倍提高至4,909倍。这些结果表明,头孢唑啉浓度在1000μg/mL以内,复方氨基酸促进杀菌能力随抗生素增加而显著增强;同时可知,1000μg/mL为头孢唑啉对耐药菌K12-RCZO的最佳杀菌浓度。
1.2.3.3复方氨基酸提高耐药菌对头孢唑啉敏感性的时间效应
为进一步了解复方氨基酸提高耐药菌对抗生素敏感性的作用是否具有时间效应,在添加2mM复方氨基酸和1000μg/mL头孢唑啉情况下,分别在1~48h内进行活菌计数,观察其杀菌效率与时间的关系,结果参见图6。
由图可见,头孢唑啉耐药菌K12-RCZO在添加头孢唑啉基础上再添加复方氨基酸后,活菌数随着时间的延长明显下降:从0、2、4、6、8、10、12、24、36和48h,细菌生存率依次为100%,18.2%,0.106%,0.0563%,0.0261%,0.0198%,0.00716%,0.00227%,0.00127%,0.000208%;复方氨基酸的协同杀菌倍数依次为1倍、4.97倍、765.3倍、1,297.3倍、2,483.3倍、3,201.6倍、6,951.2倍、6,713.8倍、10,632.0倍和50,000.0倍。以上结果说明,随着作用时间的不断延长,细菌生存率持续下降,4h复方氨基酸协同组的细菌生存率直线下降达两个数量级,并且在6h后到10h之前细菌生存率稳定在同一个数量级内,因此选择6h作为孵育时间,进行后续实验。
1.2.4复方氨基酸增加细菌胞内抗生素的含量
细菌死亡与进入细菌胞内的抗生素数量有关,细菌耐药的一个关键原因是由于进入细菌体内的抗生素浓度低于使其死亡的浓度。因此测定了添加复方氨基酸后细菌胞内的头孢唑啉含量。
将制备好的细菌样本加入2mM复方氨基酸和头孢唑啉(大肠埃希敏感菌K12为80μg/mL,头孢唑啉大肠埃希耐药菌为1,000μg/mL),37℃,200rpm孵育6h;然后离心收集菌体,生理盐水洗涤两次,调细菌OD600为0.6;收集30mL菌体,洗涤后加入体积比为1:1的乙腈水溶液,超声波破碎(功率30%,破碎2s,停3s,总计4min),离心取上清,重复离心再取上清,用0.22μm滤膜过滤处理后,用LC/MS检测,结果参见图7。
复方氨基酸浓度为0、0.5、2、8mM与80μg/mL头孢唑啉协同处理敏感菌K12后,细菌生存率分别为:89.6%、0.705%、0.0341%和0.00301%(结果详见图4);图7中对应的胞内抗生素含量分别为:48.2ng/mL、70.2ng/mL、101.6ng/mL和149.5ng/mL。
复合氨基酸浓度为0、0.5、2、8mM的复方氨基酸协同1000μg/mL头孢唑啉处理耐药菌K12-RCZO后,细菌生存率分别为92.6%、20.4%、0.0211%和0.0181%(结果详见图4),图7中对应胞内抗生素含量分别为58.7ng/mL、141.8ng/mL、182.8ng/mL、189.3ng/mL。
上述结果表明,随着复合氨基酸浓度增加,胞内抗生素含量上升,细菌生存率下降。
实施例2复方氨基酸提高细菌对抗生素的敏感性具有抗生素特异性
2.1显著提高头孢菌素类抗生素的杀菌效率
进一步研究添加0.125、0.5、2.0、8.0、32、64mM复方氨基酸后,头孢类抗生素(10μg/mL头孢曲松、200μg/mL头孢噻呋)作用大肠埃希敏感菌K12 6h后,对细菌生存率的影响;结果参见图8。
由图可见,0.125、0.5、2.0、8.0、32、64mM复方氨基酸协同头孢曲松后,细菌生存率依次为73.1%、54.3%、13.5%、0.115%、0.00827%、0.00345%和0.00173%,K12生存率降低倍数达1.35倍~42352倍;协同头孢噻呋后,细菌生存率依次为61.9%、77.7%、20.7%、0.00907%、0.00589%、0.00213%和0.000711%,敏感菌K12生存率降低倍数达0.797倍~87143倍。这些结果说明复方氨基酸可以提高细菌对头孢类抗生素的敏感性。
2.2显著提高青霉素类抗生素的杀菌效率
以大肠埃希菌敏感菌K12和氨苄青霉素人工传代耐药菌(K12-RAMP)为研究对象,前者氨苄青霉素浓度为40μg/mL,后者氨苄青霉素浓度为2000μg/mL。考察0.125、0.5、2.0、8.0、32、64mM复方氨基酸分别协同上述浓度抗生素对敏感菌和相应耐药菌生存率的影响,结果参见图9。
由图可见,敏感菌K12的生存率随复合氨基酸浓度增加而下降,依次为100%、86.7%、67.1%、32.5%、0.613%、0.0516%、0.00722%和0.00493%;氨苄青霉素耐药菌(K12-RAMP)的生存率依次为100%、87.2%、56.1%、28.9%、0.109%、0.0354%、0.0101%和0.00946%。添加复方氨基酸降低敏感菌K12的生存率倍数达1.29倍~7,578倍;降低耐药菌K12-RAMP的生存率达1.55倍~9,314倍。
2.3提高对喹诺酮类抗生素的杀菌效率
以大肠埃希敏感菌K12和巴洛沙星人工传代耐药菌(K12-RBLFX)为研究对象,前者巴洛沙星浓度为0.2μg/mL,后者巴洛沙星浓度为25μg/mL。考察不同浓度复方氨基酸分别协同上述浓度抗生素对敏感菌和相应耐药菌生存率的影响,结果参见图10。
由图可见,0.125、0.5、2.0、8.0、32、64mM复方氨基酸协同巴洛沙星导致敏感菌K12的生存率依次为100%、80.9%、97.1%、117.9%、113.3%、71.7%、65.9%和64.7%;导致巴洛沙星耐药菌(K12-RBLFX)的生存率依次为100%、90.2%、85.4%、85.4%、80.8%、59.9%、10.4%和13.4%。结果表明仅在复方氨基酸浓度大于8mM时,对巴洛沙星杀菌有一定的促进效果。
2.4提高对氨基糖苷类抗生素的耐药性
以大肠埃希敏感菌K12和庆大霉素人工传代耐药菌(K12-RGen)为研究对象,前者庆大霉素1μg/mL,后者庆大霉素8μg/mL。考察不同浓度复方氨基酸分别协同上述浓度抗生素对敏感菌和相应耐药菌生存率的影响,结果参见图11。
由图可见,0.125、0.5、2.0、8.0、32、64mM复方氨基酸协同氨基糖苷类抗生素庆大霉素,导致敏感菌K12的生存率依次为100%、33.9%、15.9%、48.6%、71.2%、140.1%和151.4%;导致庆大霉素耐药菌(K12-RGen)的生存率依次为100%、8.20%、11.7%、54.6%、207.7%、269.2%、和302.3%。结果表明在庆大霉素作用下,高浓度的复方氨基酸对敏感菌和耐药菌有明显的保护作用。
实施例3复方氨基酸协同头孢唑啉对其他种类细菌生存率的影响
选择其他革兰氏阴性菌如溶藻弧菌、副溶血弧菌和铜绿假单胞杆菌,以及革兰氏阳性菌枯草芽孢杆菌为研究对象,考察复方氨基酸协同头孢唑啉对它们的杀菌效果;其中,复合氨基酸浓度为2mM,头孢唑啉为80μg/mL,孵育6h,计算细菌的相对生存率;结果参见图12。
由图可见,2mM复方氨基酸添加后,头孢唑啉导致溶藻弧菌的生存率从62.1%降低为13.9%,协同倍数达4.5倍(图12A);导致副溶血弧菌的生存率从79.3%降低为1.54%,协同倍数达51.6倍(图12B);导致铜绿假单胞杆菌的生存率从85.9%降低为5.4%,协同倍数达15.8倍(图12C);导致枯草杆菌的生存率从58.0%降低为5.1%,协同倍数达11.3倍(图12D)。这些结果说明复方氨基酸协同头孢唑啉的杀菌作用对其他种类细菌亦有效果。
实施例4复方氨基酸提高临床大肠埃希耐药菌对头孢唑啉的敏感性
4.1临床大肠埃希耐药菌对头孢唑啉的耐药性分析
大肠埃希菌(Escherichia coli,E.coli)是临床中最常见的一种细菌,将从临床上获得的35株大肠埃希菌,分别命名为Y1-12,Y15-24,Y27,Y28,Y30-40。根据NCCLS方法检测这35株临床获得的大肠埃希菌对头孢唑啉抗生素的最小抑菌浓度(MIC),同时用大肠埃希敏感菌K12以及头孢唑啉耐药菌K12-RCZO作为对照,测定MIC;测定结果见图13。
由图13可见,35株临床大肠埃希菌的MIC与大肠埃希敏感菌K12相比,91.4%临床菌的MIC都比K12(1.25μg/mL)高。其中,Y3、Y7、Y23的MIC为2.5μg/mL,Y8、Y15、Y16、Y19、Y22的MIC为5μg/mL,Y5、Y11、Y17的MIC为10μg/mL,Y18、Y20、Y21、Y24、Y40的MIC为20μg/mL,Y1、Y6、Y12、的MIC为40μg/mL,其余37%的临床大肠埃希耐药菌的MIC均大于640μg/mL,其中Y28、Y32、Y36高达5120μg/mL。结果表明临床大肠埃希菌中,82.8%的菌株对头孢唑啉的MIC高敏感菌4倍以上,表明对头孢唑啉耐药。
4.2复方氨基酸提高临床菌对头孢唑啉的敏感性
参考1.2类似的方法制备临床耐药菌样本,分装5mL于试管中,在添加2mM复方氨基酸基础上,添加和不添加头孢唑啉孵育6h,然后进行活菌计数,并计算生存率;计算公式为:添加抗生素时活菌数/不添加抗生素时活菌数×100%;结果参见图14。
由图可见,使用头孢唑啉浓度为200μg/mL,对于MIC较低的Y1、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10、Y11、Y12、Y13、Y15、Y16、Y17、Y18、Y19、Y20、Y21、Y23、Y24、Y40菌株,复方氨基酸提高杀菌倍数依次为138.6倍、1,881.7倍、16,521.7倍、91.3倍、1,326.9倍、13,700倍、1,182.8倍、5,128.2倍、3,043.5倍、723倍、2,547.1倍、284.7倍、48.1倍、166.7倍、108.3倍、337.4倍、4.6倍、1,867.5倍、3,176.5倍、16.3倍、3,331.0倍和5,444.4倍。
使用的头孢唑啉浓度为8,000μg/mL,对于MIC较高的Y2、Y27、Y28、Y30、Y31、Y32、Y33、Y34、Y35、Y36、Y37、Y38、Y39菌株,复方氨基酸提高杀菌倍数依次为23.1倍、57.7倍、4.2倍、11.2倍、1.7倍、1.5倍、4.4倍、15.7倍、16.4倍、2.2倍、2.1倍、2.1倍和68.3倍。
上述结果表明复方氨基酸能有效恢复临床耐药大肠杆菌对头孢唑啉的敏感性,其倍数与细菌本身耐药性程度有关。
4.3复方氨基酸增加临床耐药菌胞内抗生素的含量
采用1.2.4方法测定Y4、16和Y32菌内的抗生素含量,结果参见图15。
由图可见,复方氨基酸添加后,Y4抗生素含量从157.4ng/mL增加至339.8ng/mL,胞内抗生素含量增加了182.4ng/mL;Y16抗生素含量从377.2ng/mL增加至708.7ng/mL,胞内抗生素含量增加了331.5ng/mL;Y32抗生素含量从52.5ng/mL增加至57.4ng/mL,胞内抗生素含量增加了4.9ng/mL。
4.4复方氨基酸提高临床菌对其他抗生素的敏感性
4.4.1提高临床菌对美罗培南的敏感性
随机选取Y2、Y6、Y16、Y17、Y21、Y23、Y27、Y31、Y35等9株临床菌株为研究对象,使用2mM复方氨基酸及40μg/mL美罗培南进行处理,结果参见图16。
由图可见,复方氨基酸协同抗生素杀菌倍数分别是1.6倍、8,085.7倍、41.0倍、175.5倍、88.2倍、30384.6倍、485倍、120.0倍和25.9倍。
4.4.2提高临床菌对喹诺酮类左氧氟沙星的敏感性
选取Y6、Y16、Y17、Y21、Y23、Y27、Y31、Y35等8株临床菌株为研究对象,使用2mM复方氨基酸及62.5μg/mL左氧氟沙星处理,结果参见图17。
由图可见,复方氨基酸协同抗生素杀菌倍数分别是1,226.7倍、3.6倍、2.3倍、19.3倍、8.3倍、16.0倍、326.7倍和39.5倍。
实施例5复合氨基酸组分对大肠埃希头孢唑啉耐药菌生存率的影响
5.1单一氨基酸组分提高大肠埃希头孢唑啉耐药菌对头孢唑林敏感性研究
用2mM复方氨基酸中每一种氨基酸相应的浓度单独添加,通过细菌生存率,研究每种氨基酸协同头孢唑啉提高细菌对抗生素的敏感性,结果参见图18。
由图可见,仅仅添加头孢唑啉时细菌生存率为85.04%,而18种氨基酸中的每种氨基酸以相应摩尔浓度单独添加时的生存率分别是:丙氨酸404μM(73.6%)、缬氨酸136μ105μM(59.4%)M(78.8%)、亮氨酸95μM(75.7%)、异亮氨酸95μM(69.6%)、脯氨酸126μM(85.4%)、苯丙氨酸106μM(98.8%)、色氨酸20μM(67.4%)、甲硫氨酸83μM(91.5%)、甘氨酸233μM(71.4%)、丝氨酸47μM(67.9%)、苏氨酸、酪氨酸5μM(80.5%)、醋酸赖氨酸133μM(68.6%)、精氨酸140μM(97.3%)、组氨酸96μM(97.6%)、天冬氨酸56μM(94.5%)、谷氨酸85μM(94.5%)、胱氨酸4μM(94.1%)。与仅仅添加头孢唑林抗生素进行比较,单独添加18种氨基酸中的任何一种氨基酸,与仅仅添加头孢唑林对照组无明显差异。这些结果说明,单独使用的氨基酸不能提高细菌对抗生素的敏感性。
5.2氨基酸组合提高大肠埃希头孢唑啉耐药菌对头孢唑林敏感性研究
选取上述18种氨基酸效果较好的5种氨基酸组合:甘氨酸233μM(71.4%)、丝氨酸47μM(67.9%)、色氨酸20μM(67.4%)、赖氨酸133μM(69.6%)和苏氨酸105μM(59.4%),探讨它们的组合使用对头孢唑啉杀菌效果的影响。这5种氨基酸的总浓度为约0.5mM,该浓度协同1mg/mL头孢唑啉处理头孢唑啉耐药菌6h,计算细菌的生存率;结果参见图19。
由图可见,M9对照添加抗生素组细菌生存率为45.9%;复方氨基酸组协同抗生素后细菌生存率为0.001%,而5种氨基酸组合组,协同抗生素作用后,细菌生存率为0.15%,比复方氨基酸协同倍数低148倍。这些结果表明,即使是效果较好的5种氨基酸组合,其协同抗生素作用效果显著低于18种氨基酸的效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.复方氨基酸在制备提高细菌对抗生素敏感性药物中的应用。
2.根据权利要求1所述应用,其特征在于,所述复方氨基酸的总氨基酸含量为5~12%。
3.根据权利要求1所述应用,其特征在于,所述复方氨基酸含有甘氨酸、丝氨酸、色氨酸、赖氨酸和苏氨酸。
4.根据权利要求2所述应用,其特征在于,所述复方氨基酸含有天门冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、组氨酸、甘氨酸、苏氨酸、丙氨酸、精氨酸、酪氨酸、胱氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、醋酸赖氨酸和脯氨酸。
5.根据权利要求4所述应用,其特征在于,所述复方氨基酸中,每种氨基酸占总氨基酸的摩尔浓度比为:天门冬氨酸2.65~2.8%、谷氨酸4.09~4.23%、丝氨酸2.37~4.64%、组氨酸4.62~4.81%、甘氨酸11.25~11.6%、苏氨酸5.06~5.22%、丙氨酸19.57~20.11%、精氨酸6.88~7%、酪氨酸0.16~0.27%、胱氨酸0.09~0.21%、缬氨酸6.67~6.8%、甲硫氨酸4.04~4.17%、色氨酸0.98~1.04%、苯丙氨酸5.12~5.27%、异亮氨酸4.59~4.74%、亮氨酸6.44~6.45%,醋酸赖氨酸6.59~6.64%和脯氨酸6.23~6.32%。
6.根据权利要求1~5任一所述应用,其特征在于,所述抗生素包括β-内酰胺类抗生素、喹诺酮类抗生素和氨基糖苷类抗生素。
7.根据权利要求1~5任一所述应用,其特征在于,所述细菌包括敏感菌和耐药菌。
8.根据权利要求7所述应用,其特征在于,所述细菌包括革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。
9.一种提高细菌对抗生素敏感性的药物,其特征在于,含有有效量的复方氨基酸和抗生素。
10.根据权利要求9所述药物,其特征在于,所述抗生素和复方氨基酸中总氨基酸的质量比为1:(12.5~1824)。
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