兽用青霉素类抗生素的应用及污染防治.doc

兽用青霉素类抗生素的应用及其检测方法（08生物技术一班 邸龙 0809020104）摘要 青霉素自上世纪40年代问世以来，距今已经有半个多世纪的历史，以其高效、低廉、低毒的特点，在治疗感染性疾病方面为人类作出了巨大贡献。随着医药科技的高速发展，很多新的抗生素不断涌现，但青霉素以其独有的特点仍无法为其他抗生素所替代。尤其是在我国畜牧养殖业，青霉素是临床应用最广泛、用量最大的抗菌药物。本文详细阐述了青霉素类抗生素在畜牧业上的应用，畜产品中青霉素类药物的污染以及检测方法。关键字 青霉素；应用；检测方法；污染1、青霉素类抗生素的应用青霉素类抗生素是一类重要的内酰胺类抗生素自1939年起大量生产使用以来为人类和动物感染性疾病的防治提供了高效低毒的有力武器迄今为止青霉素仍然是医学及兽医学临床上广泛应用的药物之一.在兽医临床,鉴于对青霉素类抗生素的认知水平由于使用范围、剂量不当，针对性不强而导致耐药性的产生，由于配伍不当药物间相互拮抗发生反应，青霉素类抗生素产生沉淀而疗效下降甚至引起毒副反应等。现将青霉素类抗生素的临床应用综述如下。（一）注射用青霉素钠（钾）1. 抗菌谱。本品为窄谱抗生素，抗菌作用强，对多种革兰氏阳性菌和少数革兰氏阴性球菌有作用。主要敏感病原菌有葡萄球菌、溶血性链球菌、肺炎链球菌、猪丹毒杆菌、化脓性稳秘杆菌、破伤风梭菌、猪放线杆菌、李氏杆菌、嗜血杆菌属、钩端螺旋体等，但对革兰氏阴性杆菌作用很弱，对支原体属、衣原体属、立克次体属、真菌和病毒均无效。2. 作用与用途。青霉素适用于治疗或预防敏感菌所致的各种局部和全身性的感染。特别适宜用于治疗一些急性传染病综合症，如各种呼吸道感染、肾盂肾炎、乳腺炎、子宫炎、肺炎、败血症、脓肿等，是以下感染的首选药物 ：链球菌感染，如急性败血症、乳腺炎、肺炎、脑膜炎、关节炎、淋巴结炎、中耳炎、产褥热等 ；葡萄球菌感染，如各种化脓性疾病、蜂窝织炎、乳腺炎、子宫炎、呼吸道感染、败血症、渗出性皮炎吕惠序等 ；猪丹毒 ；破伤风（宜与破伤风抗毒素合用）；钩端螺旋体 ；也可用于治疗猪放线杆菌病、化脓性隐秘杆菌病、李氏杆菌病、多杀性巴氏杆菌病（猪肺疫）、C 型产气夹膜梭菌病（又名魏氏梭菌，引起仔猪红痢）等；在手术和术后，为了预防炎症的发生，青霉素也作为首选药物。3. 药物相互作用。青霉素钠（钾）与氨基糖苷类合用，两者都是杀菌剂，青霉素属繁殖期杀菌剂，后者属静止期杀菌剂，青霉素钠（钾）能破坏细菌细胞壁的完整性，有利于氨基糖苷类进入细菌体内发挥作用，可提高后者在菌体内的浓度，故呈现协同（1+12）作用，可分别肌注，但不能混合于同一针管或同瓶滴注，否则可导致两者抗菌活性降低。青霉素不宜与红霉素、四环素类、氯霉素类（如氟苯尼考）等快效抑菌药合用，因为快效抑菌药对青霉素的杀菌活性有干扰作用。重金属离子（尤其是铜、锌、汞）、醇类（如酒精）、酸、碱、碘（如碘酊）、氧化剂（如高锰酸钾）、还原剂以及呈酸性的葡萄糖注射液或四环素注射液等可破坏青霉素的活性，属配伍禁忌。青霉素钠水溶液与一些酸性、碱性、氧化剂、还原剂药物溶液（如头孢噻呋、林可霉素、去甲肾上腺素、土霉素、四环素、磺胺嘧啶钠及磺胺药钠盐、碳酸氢钠、阿托品、B 族维生素及维生素 C）不宜混合，否则可产生浑浊、絮状物或沉淀，使青霉素减效或失效。青霉素钠（钾）一定要单独注射，临床上用磺胺嘧啶钠或安乃近稀释青霉素或与其他药物混合注射的做法是错误的。4. 不良反应。青霉素的毒性低、安全范围广，在抗重症感染时，可作为紧急用药，较大剂量反复使用，主要的不良反应有 ：容易出现过敏反应，包括严重的过敏性休克。猪主要表现为注射不久即出现不安、流诞、挣脱、奔跑、心跳加快、呼吸困难、发绀、肌肉震颤、大小便失禁、站立不稳、抽搐等症状，应立即肌注 0.1% 肾上腺素（1 2 毫升）抢救，对于临床无改善者，30 分钟后重复注射 1 次。大剂量静脉滴注，可致青霉素脑病，出现抽搐等神经症状。5. 用法与用量。肌注，1 次量，体重 50 千克以上，每千克体重 4万单位 ；体重 50 千克以下，每千青霉素类抗生素的科学应用克体重 5 万单位，每 8 12 小时注射 1 次，连用 2 3 日。临用前用灭菌注射用水稀释溶解。具体方法是 ：每 50 万单位青霉素钠溶解于 1 毫升注射用水进行肌注。对危急病例，可用生理盐水稀释至每毫升含 1 万单位的溶液静脉注射或滴注（禁用弱酸性的 5% 葡萄糖注射液稀释，否则将破坏其活性），严禁将碱性药液（如碳酸氢钠等）与其配伍。（二）注射用氨苄西林钠（氨苄青霉素、氨苄西林）1. 抗菌谱。本品为广谱半合成青霉素，耐酸、不耐酶，内服或肌肉注射均易吸收，既可抗革兰氏阳性菌，又可抗革兰氏阴性菌。对大多数革兰氏阳性菌的抗菌活性不及青霉素 G，但大于四环素类抗生素，但对耐青霉素 G 的金黄色葡萄球菌无效。由于青霉素侧链 位引入氨基酸，使抗革兰氏阴性菌的活性增强，但不如卡那霉素、庆大霉素等，这些细菌易产生耐药性。本品对绿脓杆菌、肺炎杆菌不敏感。2. 作用与用途。可用于各种敏感菌引起的全身性感染，如大肠杆菌、沙门氏菌、巴氏杆菌、嗜血杆菌属、葡萄球菌、链球菌、脑膜炎球菌、化脓性隐秘杆菌等引起的肺部、肠道、尿路感染和败血症、乳腺炎、子宫炎等，包括中枢神经系统感染，同时为肠球菌感染的首选用药。3. 用法与用量。肌注、静注，1次量，每1千克体重1020毫克，2 3 次 / 日，连用 2 3 日。4. 注意事项。对青霉素酶敏感，不宜用于耐青霉素的革兰氏阳性菌感染；要现用现配，当日用完；本品与庆大霉素等氨基糖苷类或头孢菌素类联用可引起协同作用，用于严重感染，但不能混合在同一针管内使用 ；本品还与下列药物有配伍禁忌：氨基糖苷类、林可霉素、氟苯尼考、泰妙菌素、土霉素、四环素、金霉素、多黏菌素、红霉素、氯丙嗪、碳酸氢钠、葡萄糖酸钙、氯化钙、肾上腺类、维生素 B 族、维生素 C、磺胺类药物 ；其他同青霉素钠。（三）注射用舒巴坦纳、氨苄西林钠1作用与用途。同氨苄西林钠，主要用于敏感菌引起的肺部、肠道、尿路感染和败血症。2用法与用量。肌注，1 次量，每 1 千克体重 10 毫克，2 次 / 日，连用 3 5 天。3注意事项。同氨苄西林钠。（四）阿莫西林可溶性粉（羟氨苄青霉素）1药理及抗菌谱。阿莫西林是一种耐酸、可供口服的广谱、半合成的青霉素类抗生素，抗菌谱与氨苄西林基本相同，但杀菌作用更快更强，对肠球菌与沙门氏菌的作用较氨苄西林强。对胃酸相当稳定，内服后 74% 92% 吸收，故可与饲料同时用。吸收比氨苄西林好，生物利用度比氨苄西林高约 1 倍，血清浓度高 1.5 3 倍，故对全身性感染的治疗效果比氨苄西林好。2. 作用与用途。本品适用于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性敏感菌所致的呼吸系统、泌尿系统、皮肤及软组织等全身感染，如巴氏杆菌病（猪肺疫）、大肠杆菌病（仔猪黄痢、仔猪白痢、仔猪水肿病）、沙门氏菌病（仔猪副伤寒）、嗜血杆菌病、葡萄球菌感染、链球菌感染等。3用法与用量。以阿莫西林计，内服，1 次量，每 1 千克体重 20 毫克，2 次 / 日，连用 5 日。每吨饲料 200 300 克，连续用药5 10 天。（五）注射用阿莫西林钠（羟氨苄青霉素）1作用与用途。本品主要适用于对青霉素敏感的革兰氏阳性菌和革兰氏阴性敏感菌引起的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等感染，如大肠杆菌病、副伤寒、猪肺疫、传染性胸膜肺炎、副猪嗜血杆菌病、萎缩性鼻炎、细菌性肺炎、败血症、链球菌病、葡萄球菌病及多种细菌引起的皮炎和软组织感染等，本品对上述疾病均有显著疗效。与地塞米松合用治疗乳房炎、子宫炎、肾盂肾炎及泌乳障碍综合症等疗效极佳。2用法与用量。静注或肌注，1 次量，每千克体重 10 15 毫克，2 次 / 日，连用 3 5 日。3注意事项。阿莫西林与喹诺酮类、氨基糖苷类抗菌药物联合应用，有协同或相加作用。但与四环素类、氟苯尼考、大环内酯类及林可霉素联用，可能发生拮抗作用。其他参见氨苄西林钠。2、青霉素引起的污染举例青霉素的热稳定性相当好，超过任何一种其他常用抗生素，一般的加热杀菌处理不能将其完全破坏。青霉素的耐热试验表明:将0.15IU/ml的青霉素添加乳经一般巴氏消毒仅能使之破坏10肠左右;而经灭菌处理(iZioC，ismin)，也只能减少50%。因此，如果使用含有青霉素残留的生乳生产巴氏消毒奶超高温灭菌奶，产品中将会有相当量的青霉素残留。酸牛乳生产所用的发酵剂中的嗜热链球菌是一种对青霉素极度敏感的乳酸菌，青霉素含量为0.01一0.02IU/ml时，对其繁殖生长产生影响，而含量0.OSIU/ml时生长完全受抑制。在酸牛乳发酵前期，嗜热链球菌的生长速度高于保加利亚嗜酸杆菌，起着酸化发酵的主导作用。由于青霉素的存在，嗜热链球菌的生长受到抑制，牛乳酸化凝结进程明显变慢。生产过程中出现的发酵时间过长，牛乳不凝结，产品稠度低等缺陷都可能与青霉素的存在有关。用于酸性黄油生产的混合菌种发酵剂中含有乳酪链球菌(Str.eremoris)和乳酸链球菌(Str.Laetis)。这是两种作用相似的细菌，都能发酵乳糖成为乳酸参与酸化过程.在青霉素含量为0.llU/ml环境中两菌生长受影响，而在含量为O.15IU/ml环境中则完全受抑制。有青霉素残留的稀奶油不可能得到充分的发酵，由此而制得的黄油产品缺少芳香，并带有不洁味(un-eleantaste)，排出的酪乳也无法再利用.用含有青霉素的牛乳生产干酪，将严重影响产品的质量。首先，牛乳凝结的时间将大大延长，牛乳的凝块变得非常软弱易碎，工艺处理困难，如果生成的乳酸不够充分，最终的干酪成品会变得如同橡皮状，并伴有不洁臭(uneleanflavou约;如果发酵过程中几乎没有乳酸生成，那末，牛乳中经巴氏消毒后仍然存活的腐败菌就有可能在干酪中繁殖生长。而在酸性环境中，腐败菌是无法生存的。腐败菌产生的蛋白质分解酶，能把蛋白质逐渐分解成氨，使干酪的pH值进一步上升(可达pH7.6一7.5)，这样的环境对腐败菌生长更为有利。如此恶性循环，腐败菌在干酪中起着非常剧烈的发酵作用，加快了干酪的败坏。兽用抗生素主要指在畜禽养殖、水产养殖等农业生产活动中用于抗菌、抗寄生虫、调节和促进生长等类型药物 大部分兽用抗生素进入动物体内很少被内脏器官吸收利用，约 30% 90% 以原药或其代谢产物通过尿液和粪便的形式排泄进入环境 目前，畜禽养殖排泄物中的抗生素污染已经达到较为严重的程度，其检出量多数在 mgkg 1或 gL 1等数量级水平，带来一定程度的环境污染风险( Bound and Voulvoulis，2004;Hu et al ， 2008; Ben et al ， 2008; Venglovskyet al ，2009; Morley et al ，2009) 据统计，我国每年使用兽用抗生素量约为 6000 t ( Zhao et al ，2010) ，按 30% 90% 的排泄率估算，每年约有 1800 5400 t 的兽用抗生素排放进入环境 我国是养猪大国，2007 年 底 的 年 末 全 国 生 猪 存 栏 数 高 达43989. 5 万头( 国家统计局，2008) ，按环保部集约化畜禽养殖水冲工艺冬季最高允许排水量( 每百头每天排水 2 5 m3，畜禽养殖业污染物排放标准，GB18596 2001) 估算，每天将产生数量巨大的养废水 但是，目前我国规模化养殖废水处理工艺的设计主要针对常规污染元素( COD、BOD、总氮和总磷等) 的消减和控制( Ben et al ，2009) ，并未考虑废水中的兽用抗生素消减; 而一些小型养殖场甚至连一般的废水处理设施都没有 因而，目前养殖场( 特别是大型规模化养殖场) 周边的水体和土壤环境可能存在较大的兽用抗生素污染负荷。3、残留青霉素的检测方法1、微生物法微生物法是抗生素残留检测的传统方法,测定原理是根据抗生素对微生物生理机能、代谢等抑制作用,来定性或定量检测样品中抗微生物药物残留,如纸片法(paper disc,PD)和试纸法等。微生物法样品处理简便,回收率高,不需要特殊仪器设备。用嗜热脂肪芽孢杆菌检测青霉素在组织中的残留具有灵敏度高、培养时间短的特点,适用于兽药残留的定量和定性分析,是许多国家和地区检测青霉素类抗生素重要方法。王大菊等4用藤黄八叠球菌为指示剂,用杯碟法检测猪、鸡组织中氨苄青霉素的残留,其最低检测限可达0.25g/kg,标准曲线的工作范围为1.25g/kg20g/kg,变异系数为2.91%0.2%,不同浓度氨苄青霉素的回收率为83%107%。吴瑕等5采用试管扩散法检测牛乳中青霉素G残留量,检测过程可在4 h内完成,检测限是4g/kg。微生物法易受组织中其他抗生素的影响,特异性低,灵敏度也不高,但操作简便,样品用量少,预处理简单,在基层大规模筛选工作中有很大的应用价值。2、仪器分析法2.1高效液相色谱法由于青霉素类药物在结构上都含有羧酸基团,故早期采用离子交换色谱(一般选用阴离子交换柱)来测定这类抗菌药物。近年来多采用反向色谱法,其中最常用的检测方法就是用浓度类型的紫外检测器和荧光检测器。由于多数青霉素化合物没有专一的紫外发色基团,其最大吸收一般在200 nm235 nm。在这段波长范围内,选择性一般都很差。当分析组织提取液中痕量青霉素时,背景的干扰往往很严重。因此,测定食品中青霉素类药物残留都使用柱前或柱后衍生化技术,通过柱前衍生化反应可以有效地提高紫外检测器检测青霉素类药物残留的灵敏度。3、免疫分析法免疫分析法(immunoassay, IAs)是以抗原与抗体的特异性可逆性结合反应为基础的分析技术。非常适合于复杂基质中痕量组分的分离或检测,而且IAs技术作为兽药残留分析的检测手段能使分析过程,特别是前处理步骤大大简化,可以作为相对独立的快速检测方法。青霉素类药物属于小分子物质,不能刺激机体产生抗体,需要与载体蛋白结合作为免疫原免疫动物,动物体内可产生相应特异性的抗氨苄青霉素和载体蛋白的抗体,再用另一种载体蛋白与氨苄青霉素的连接物作为包被原筛选抗体,就可以得到针对青霉素类药物的特异性抗体。在此基础上建立酶联免疫检测方法测定青霉素类药物的残留。Usleber等(1998)用戊二醛法将氨苄青霉素侧链的氨基与蛋白质连接制备免疫半抗原,结合物突出了青霉素类药物的母核结构6-APA。陆彦等8用碳化二亚胺法将氨苄青霉素