文/華中農業大學陳昌福,武漢科研時代生物技術有限公司 周鑫軍
正文/4461字
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陳昌福有話說
最近,中國漁業協會于2023年7月8日在湖南長沙市,組織召開的“中國水生動物保護與綠色發展研討會”上,農業農村部漁業漁政管理局養殖處副處長劉莎莎指出,“目前我國水產養殖用獸藥僅有131種,國標漁藥種類偏少,遠不能滿足養殖過程中病害防控的實際需求”。
其實,無論是與水產養殖業欠發展的美國與歐洲一些發達國家,還是與水產養殖業發展比較好的日本、韓國相比,我國經過農業農村部審批允許使用的131種水產養殖用獸藥,在數量上毫無疑問地已經是屬于水產養殖用獸藥的生產大國了。不過,只是因為在131種水產養殖用獸藥中,主成分為中草藥的水產養殖用獸藥占有了較大的比例。而由于種種難以言說的原因,以往的水產用中草藥獸藥是無法用于患病水產養殖動物的藥物治療的。
面對當前在全世界范圍內開展的限抗、減抗、禁抗行動,旨在遏制微生物耐藥性的快速蔓延,捍衛21世紀的人類健康而實施“國家行動計劃”乃至“全球行動計劃”。如果要繼續開發更多種類的水產用抗微生物獸藥,可能是已經受到了各種限制的了,而為了避免各種農藥對水環境造成的藥物污染,繼續將各種農藥直接轉化為水產養殖用殺蟲劑的做法,也可能將會受到更為嚴苛地限制了。
從中草藥中尋找能替代抗微生物藥物,用以抑制和殺滅危害水產養殖動物的致病性細菌;從中草藥中尋找能替代各種農用殺蟲劑,用于殺滅或者驅除危害水產養殖動物的各種寄生蟲,也就是利用中草藥中的各種有效成分研發新型的水產養殖用獸藥,已經有事實證明是最有希望的途徑。
這篇小文章的內容是在簡要地介紹了五味子提取物中各種有效成分生物學特性,以及陳述了日本學者與制藥企業聯合,將五味子提取物成功地開發為防控養殖魚類疾病的多種水產用醫藥品的實例。目的在于為我國的水產用獸藥研發人員和制藥企業提供相關信息,為我國水產養殖用新型獸藥的研發盡一份心力。
五味子提取物的生物學特點
及其預防魚病的藥用功效
摘要:本文在簡要陳述五味子(
Schisandra chinensis)提取物有效成分的生物學特點的基礎上,介紹了國內、外利用五味子提取物預防水產養殖動物疾病的實驗研究狀況。此文內容能為水產用獸藥制售企業研制中草藥獸藥提供基礎資料。
關鍵詞:五味子;有效成分;生物學特點;魚病預防;藥用功效
五味子(
Schisandra chinensis),屬于五味子科(Schisandraceae)。五味子的形態特征是一種蔓生灌木,莖細長,葉子呈長橢圓形,花白色,果實成串狀,呈現出鮮艷的紅色。五味子的主要產地是中國東北和俄羅斯遠東地區。
五味子被我國中醫們廣泛地應用于調理氣血、養護肝臟、調節機體免疫力等多個方面。五味子具有多種藥理作用,能夠調節機體的抗病能力,因為具有獨特的五味,分別是酸、甘、苦、辛、咸,因此得名五味子。
五味子含有多種有效的藥用成分。數千年來,五味子已經被我國的中醫們作為多種功效的藥用來源,用于治療患者的多種疾病。近些年來,國內、外的研究者對五味子的藥物學與藥理學研究結果表明,從五味子中獲得的提取物(extract),具有抗病毒、抗細菌、抗腫瘤以及調節機體免疫功能等多項藥理學功能。有人從五味子編號為C91-3的菌絲體的發酵液中,提取到蛋白編號LFP91-3的物質,已經在抗多種腫瘤細胞的實驗中,取得了良好的實驗結果。部分國、內外學者己經將該提取物作為免疫調節劑(immunomodulators),應用到了抗腫瘤的臨床治療上了。
1.五味子提取物的抗病毒作用
近年來,國內、外的相關研究人員,已經采用五味子提取物完成了抗病毒特性的大量實驗研究工作。研究結果均表明,五味子提取物具有較好的抗病毒效果、且幾乎沒有毒副作用、是值得在臨床上推廣應用的一種天然藥物。
高橋等(1999)觀察到五味子提取物對單純皰疹病毒(herpes simplex virus,HSV)有明顯的抑制作用,實驗以HSV-1和HSV-2在人羊膜細胞上增殖為模型,分別以組織細胞培養法對五味子多糖(schisandra polysaccharide)抑制單純皰疹病毒的藥效學進行探討。結果表明:五味子多糖對HSV-1和HSV-2兩型病毒感染的細胞都有明顯的保護作用,能抑制、延緩細胞病變的發生,對病毒感染細胞的保護率最高可達89.4%,并且沒有觀察到明顯的毒副作用。
山口等(2017)利用五味子提取物對危害錦鯉(
Cyprinus carpio)的錦鯉皰疹病毒(koi herpesvirus,KHV)完成了抗病毒實驗。實驗結果表明,五味子提取物對KHV具有一定的抑制、殺滅作用,與未用藥的對照組相比,藥物實驗組細胞得到一定程度的保護。因此,作者認為五味子提取物具有較強的抗KHV的作用,是一種值得開發的抗病毒類水產用醫藥品。
2.五味子提取物的抗細菌作用
對五味子提取物的有效成分分析以及功效性實驗結果證明,五味子提取物中具有抗菌功能的有效成分主要有以下幾類。
木脂素(lignin):五味子提取物中含較多種類的木脂素,如五味子甲素、五味子乙素、五味子醇甲、五味子醇乙、五味子酯甲、五味子酯乙和戈米辛A等。這些木脂素成分在五味子的藥理作用中占據重要地位,均具有較好的抗細菌活性。
揮發油(volatile oil):五味子提取物中已經鑒定出來的揮發油,包括α-蒎烯、β-蒎烯、檸檬烯、α-金合歡烯、α-蓽澄茄油烯和去氫香樹烯等。這些揮發油成分具有復雜的化學結構,對多種細菌具有抑制作用。
有機酸(organic acid):五味子中含有多種有機酸,如琥珀酸、檸檬酸、奎尼酸、原兒茶酸、蘋果酸、酒石酸、乳酸和富馬酸等。這些有機酸在人類和養殖動物機體內可發揮重要的生理作用,同時也具有一定的抗細菌活性。
萜類(terpenes):五味子提取物中分離、鑒定出來的萜類成分,主要有β-谷甾醇、白樺脂酸、甘五酸、齊墩果酸等。這些萜類成分均具有一定的抗細菌作用。
黃酮類化合物(flavonoids):五味子含有一些黃酮類化合物,包括蘆丁、異槲皮苷、槲皮苷、槲皮素、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-β-D-吡喃木糖苷、芹菜素、芹菜素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、異鼠李素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、染料木素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、兒茶素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、金絲桃苷、槲皮素-3-O-葡萄糖、槲皮素-3-O-木糖等。這些黃酮類化合物均具有一定程度的抗氧化和抗細菌活性。
綜上所述,五味子提取物中的木脂素、揮發油、有機酸、萜類和黃酮類化合物等成分均具有抗細菌活性,這些成分還具有協同作用,可以推測五味子在抗菌方面具有更廣泛的應用前景。
向秀林等(2019)實驗檢測了五味子提取物,對能引起養殖魚類柱形病的柱狀黃桿菌(
Flavobacterium columnare),以及導致淡水養殖魚類細菌性敗血癥的溫和氣單胞菌(
Aeromonas sobria)等,能危害水產養殖動物的2種致病性細菌的最小抑菌濃度(minimum inhibitory concentration,MIC)。檢測結果表明,五味子提取物對水產動物的2種致病性細菌均有較好的抑菌效果,對溫和氣單胞菌的MIC達到12.5mg/L、對柱狀黃桿菌的MIC達到了25.0mg/L。
一部分己經發生感染的患者,在規范化使用抗菌素的同時聯合五味子多糖,所受到的感染就更容易被控制。提示五味子多糖與其他中藥一樣,具有一定抗細菌作用。有人利用小白鼠為實驗動物,實驗結果證實五味子提取物能顯著抑制小白鼠耳腫脹、拮抗小鼠足拓腫脹和肉芽組織增生。即通過五味子提取物對實驗動物急、慢性炎癥的影響。初步證明了五味子提取物的確具有一定的抗炎作用。五味子多糖的這種抗細菌作用,可能與其活化T細胞、增強巨噬細胞的吞噬能力有關。但目前這方面的研究結果還比較少,對其抗菌機制還需要更深入的研究。
3.五味子提取物的抗腫瘤作用
五味子中最早的提取物是五味子多糖,是1969年最先由日本學者Chihara
et al.從五味子實體中提取的。1986年作為免疫調節制劑獲日木厚生省批準生產并外銷,1988年我國衛生部批準引進,至今我國已有幾家國產五味子多糖的制售企業。日本學者在20世紀80年代,開始了對五味子提取物的成分分析與生物學特性的研究,并且將其作為免疫調節劑應用于臨床實驗研究,主要是將其作為對部分癌癥患者的輔助治療藥物應用。
國內對五味子多糖的應用研究是開始于20世紀90年代以后,最初在臨床上用于治療惡性腫瘤。當前,有許多研究者將五味子提取物廣泛地應用在抗腫瘤的輔助化療。根據田尚義等(2001)觀察五味子多糖聯合奧沙利鉑及替加氟治療老年晚期胃癌的療效和毒性,112例老年晚期胃癌隨機分為2組,治療組采用五味子多糖聯合奧沙利鉑及替加氟治療,對照組采用奧沙利鉑及替加氟治療。結果治療組與對照組的緩解率分別為58.9%(33/56)和41.1%(23/56),差異有統計學意義(χ2=4.17,P<0.05);CBR2組比較差異有統計學意義(P < 0.05)。證明五味子多糖聯合奧沙利鉑及替加氟治療晚期胃癌有效率高,毒性反應小,老年患者可耐受,值得臨床推廣。
4.五味子提取物的免疫調節作用
五味子提取物作為一種免疫調節劑,能夠刺激免疫細胞的成熟、分化和增殖,改善宿主機體內平衡,達到恢復或提高宿主細胞對淋巴因子、激素及其它生物活性因子的反應性作用。利用小白鼠完成的實驗結果證實,五味子多糖實驗組脾細胞懸液CD4+/CD8+比值完全倒置,使荷瘤小鼠脾指數增加,具有恢復和保護脾功能的作用;能改善骨髓造血機能,使外周血淋巴細胞數量顯著增加,增強機體免疫功能;能影響荷瘤機體T細胞亞群的比例,具有明顯的免疫調節作用。用五味子多糖對體外小鼠脾淋巴細胞的進行刺激,發現其能在初期就激活小鼠脾T/B淋巴細胞TLR4、TLR9的表達,從而改善機體的免疫力。
日本學者浜口等(2008)將五味子提取物定量添加在五條鰤(
Seriola quinqueradiata)的飼料中,連續投喂21d后,對供試魚免疫應答狀況進行檢測的結果證明,無論是細胞免疫還是體液免疫應答反應的檢測結果均證明,與未投喂五味子提取物的對照組魚體相比,投喂五味子提取物的實驗組魚體免疫防御水平有所增強,對供試魚的攻毒試驗結果證明,采用可以導致養殖五條鰤發生弧菌病的哈維弧菌(
Vibrio harveyi)的人工感染,供試魚已經產生了較強的免疫免疫力。
5.五味子提取物在防控水產養殖動物疾病中的應用試驗
最近幾年來,對五味子提取物中有效成分的研究日益得到國內外研究者的重視,不僅其抗腫瘤、抗病毒、抗細菌的活性在大量實驗室得到了證實,而且已經開發出了一些商品化藥物。在日本,已經開發出藥效在于調節養殖魚類免疫防御機能的水產用醫藥品。
日本研究者對于開發與應用水產醫藥品的做法是值得我們借鑒的。譬如木村等(1998)在將五味子提取物用于五條鰤免疫系統的免疫防御功能研究過程中,就是根據五條鰤的規格及其五條鰤疾病的流行時間,制定的五味子提取物的用藥程序。在實驗方法中充分地考慮到了養殖五條鰤的規格,是與其免疫器官(immune organs)的發育程度有關的問題,而因為不同種類的致病性生物引起五條鰤的疾病,均是與這種疾病特有的流行季節與危害有密切關系的。因此,只有根據五條鰤的規格與危害五條鰤各種疾病的流行季節,才有可能制定出對養殖五條鰤給予五味子提取物最佳的給程序,也才有可能獲得最佳的預防養殖五條鰤各種疾病的效果。
綜上所述,五味子提取物中存在多種有效成分,而且具有抗腫瘤、抗病毒、抗細菌和調節人類和養殖動物免疫系統的免疫防御功能的生物學特性。日本國已經利用五味子提取物開發出用于防控養殖魚類疾病的幾種水產用醫藥品,我國雖然也有人采用五味子提取物對幾種養殖魚類做過一些防控疾病的實驗研究,但是,尚未開發出商品化水產用獸藥,其實驗研究尚停留在實驗室階段。
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作者:華中農業大學陳昌福;武漢科研時代生物技術有限公司周鑫軍。
編輯:鄭燕云
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