喹诺酮类抗菌药物在水产养殖中的应用进展

喳诺酮类抗菌药物在水产养殖中的应用进展周洲，蒋晓红，张龙涛，李正友，杨兴（贵州省水产研究所，贵州贵阳550025）［摘要］喳诺酮类抗菌药物抗菌谱广、抗菌力强、安全性高、价格低廉，已被广泛应用于水产养殖动物细菌性感染症的防治中。为使养殖鱼类及水生动物细菌性疾病能够有效、迅速地得到治疗，并且在治疗后避免药物残留等问题出现，笔者对喳诺酮类抗菌药物在水产养殖中的应用进展及其药物代谢研究概况进行了综述，并展望了其发展刖景。［关键词］喳诺酮类抗菌药物；水产养殖；应用进展喳诺酮类（4-quinolones），又名毗酮酸类或毗啶酮酸类，是一类合成抗菌药。喳诺酮类抗菌药以细菌的脱氧核糖核酸（DNA）为靶，妨碍DNA回旋酶，进一步造成细菌DNA的不可逆损害，达到抗菌效果。该类抗菌药物主要作用于革兰氏阴性菌，对革兰氏阳性菌的作用较弱（某些品种对金黄色葡萄球菌有较好的抗菌作用）。最近十几年来，随着我国水产养殖业的迅速发展，我国的水产品产量居世界首位，但也伴随着各种水产动物和鱼类细菌性疾病的频发。由于喹诺酮类抗菌药物抗菌谱广、抗菌力强、安全性高、价格低廉，已被广泛应用于水产养殖动物细菌性感染症的防治中。为使养殖鱼类及水生动物细菌性疾病能够有效、迅速地得到治疗，并在治疗后避免药物残留等问题出现，近年来，众学者对喹诺酮类在水产养殖中的研究比较广泛。笔者对主要的喹诺酮类抗菌药物在水产养殖中的应用和研究进展进行了综述。1应用概况喹诺酮类药物在水产养殖中的应用大体经历了3个时代的发展，第一代喹诺酮类药物蔡啶酸首先被发现并应用，其药物只对大肠杆菌、痢疾杆菌、克雷伯氏菌及少部分变形杆菌有效。其中，嗯喹酸常用于治疗鱼虾病。第二代喹诺酮类药物的诞生，使其在抗菌谱方面有所扩大，对肠杆菌属、枸橼酸杆菌、绿脓杆菌及沙雷杆菌也有一定的抗菌作用。其抗菌作用有所增加，抗菌谱扩大，而且受血清蛋白和pH值的影响较小，其中，毗哌酸是国内主要的水产药物应用品种。由于第一、二代的抗菌谱窄、口服吸收慢、毒性反应大、易产生耐药性等缺点而逐渐被淘汰。第三代喹诺酮类药物是建立在对喹诺酮核大规模结构改造的基础上发展起来，在母核的第6位上引入氟，第7位上引入哌嗪基，使抗菌谱明显扩展，进而广泛应用于水产养殖中。第三代以氟哌酸揭开了喹诺酮类衍生物的新序幕，随后产生了恩诺沙星、环丙沙星、氧氟沙星等药物。第三代喹诺酮类药物主要作用于敏感菌所致的呼吸道、消化道感染。第三代喹诺酮类药物还可提高机体的免疫功能。如芦氟沙星可在体外提高中性粒细胞对肺炎克雷伯杆菌的吞噬和杀灭作用，氧氟沙星、诺氟沙星、依诺沙星和洛美沙星可不同程度地提高吞噬杀菌作用。第三代喹诺酮药物中的诺氟沙星、环丙沙星及氟甲沙星用于防治鳗、鳖等细菌性肠炎和出血病的较多。第四阶段的喹诺酮类药物已在20世纪90年代后期研制成功，并已陆续进入临床试验。目前，此类药物仍主要应用在人类临床医疗上，在水产养殖病害防治上还未发现该类药物的使用。2主要产品应用情况2.1恩诺沙星恩诺沙星(enrofloxacin,ENR)又名恩氟奎林羧酸、乙基环丙沙星，属于喹诺酮类(Fluoroquinolones)的化学合成抑菌剂，是一种喹诺酮类羧酸衍生物，为微黄色或淡黄色结品性粉末，不溶于水，易溶于氢氧化钠溶液、甲醇及氰甲烷等有机溶剂。恩诺沙星因在水产动物体内的半衰期长、分布广、吸收好、广谱抗菌等特性而被广泛应用于水产养殖动物感染性疾病的预防和治疗中。恩诺沙星在鱼类及水产动物体内的代谢主要是脱去乙基而成为环丙沙星。其对革兰氏阳性菌、阴性菌及霉浆体均具有抑菌作用，对养殖鱼类的弧菌症及大肠杆菌症疾病也有很好的控制效果。恩诺沙星在鲑鱼、虾、鲤鱼、中华绒螯蟹和鲶鱼等水产养殖动物中的组织残留和毒性研究证明，恩诺沙星在水产养殖中的使用是安全的。如对鲤鱼投喂不同剂量的恩诺沙星后，对鱼体的组织酯酶同工酶和血液指标的影响都比较小，对机体损伤程度较小。余开等用人工感染溶藻弧菌的三疣梭子蟹口灌恩诺沙星(给药剂量为10mg/kg)后发现，感染三疣梭子蟹口灌恩诺沙星合理的休药期应不少于18d。离体测定表明，盐酸恩诺沙星对鳗弧菌抑菌效果最好，最小抑菌浓度为0.122昭/mL，在24h内杀灭全部鳗弧菌。周帅等研究证明，与其他水产动物相比，恩诺沙星在拟穴青蟹体内的消除速度为中等水平，在拟穴青蟹体内代谢生成环丙沙星的量较少，给拟穴青蟹以10mg/kg剂量每隔24h口服投喂恩诺沙星，能够较好地防治弧菌引起的青蟹细菌性疾病。郭娇娇用改进寇氏法计算得出，鲟鱼口灌恩诺沙星的半数致死量为1590.36mg/kg体重，95%可信区间范围为1172.20〜1803.02mg/kg体重。樊海平等发现，盐酸恩诺沙星对嗜水气单胞菌和温和气单胞菌的最小抑菌浓度与最小杀菌浓度值均为0.0488mg/L，且作用效果优于盐酸环丙沙星。恩诺沙星对史氏鲟及小体鲟体内的细胞色素P450酶活性均有一定的抑制作用，随着给药浓度从0mg/kg到100mg/kg的增加，两种鲟体内的P450酶活性均逐渐降低，且史氏鲟体内P450酶活性降低幅度明显大于小体鲟。在不同恩诺沙星给药浓度下，小体鲟和史氏鲟血浆和肝脏组织中的SOD活力均先受诱导升高，而后被抑制降低，且在40mg/kg浓度组达到最大值。血浆中SOD活力受给药浓度影响较小，起伏较平稳，而小体鲟SOD活力始终高于史氏鲟。肝脏中SOD活力变化较剧烈，在低浓度组（V0mg/kg），史氏鲟肝脏中SOD活力明显高于小体鲟，而在高给药浓度组（＞40mg/kg）则小体鲟略高于史氏鲟。恩诺沙星对嗜水气单胞菌作用的最适pH值为7〜8,二价阳离子（Mg2+）对恩诺沙星药效影响较大，随着Mg2+浓度的增大，药效逐渐降低。血清可降低恩诺沙星的药效，细菌数量对其抗菌活性影响不显著。恩诺沙星与蒲甘散联合使用对嗜水气单胞菌的抑制作用明显高于单方药物的抑制作用。同时，口服药饵试验结果表明，恩诺沙星单方给药、恩诺沙星与蒲甘散联合给药与未给药饵的对照组相比，差异均达极显著水平（PV0.01），且以恩诺沙星与蒲甘散按1：6比例给药的疗效最佳，对异育银鲫细菌性败血症有效率达91.8%。恩诺沙星在水产上的使用历史不长，特别是在我国水产养殖业中，该药的广泛使用在20世纪90年代以后，由于缺乏恩诺沙星在水产动物体内的药代动力学、中长期残留参数，因此，在水产养殖生产中使用时，更多的是参照兽药上的使用规范，在使用方法和使用剂量上存在诸多不合理的地方，更不能制定安全、有效的休药期，因此，我国试行的水产用兽药恩诺沙星粉中对休药期的规定只能按500度日计。2.2诺氟沙星诺氟沙星是喹诺酮类药物代表之一，具广谱抗菌作用，尤其对需氧革兰阴性杆菌的抗菌活性较高。诺氟沙星体外对多重耐药菌亦具抗菌活性，对青霉素耐药的淋病奈瑟菌、流感嗜血杆菌和卡他莫拉菌亦有良好的抗菌作用。诺氟沙星为杀菌剂，通过作用于细菌DNA螺旋酶的A亚单位，抑制DNA的合成和复制而导致细菌死亡。由于该药抗菌谱广、抗菌力强、体内分布广、安全性高、价格低廉，在防治水产养殖动物细菌性感染症中也已有应用。诺氟沙星在大菱鲆体内的吸收较迅速，有利于疾病的预防和治疗用药。在组织中以肾脏中的残留最显著。使用诺氟沙星进行大菱鲆疾病的预防和治疗时，至少应停药30d后方可上市销售。房文红发现，诺氟沙星在不同动物间的药动学差异显著，这种药动学种属间的差异表明，诺氟沙星在一个动物的试验结果应用于其他动物时应予谨慎。诺氟沙星即使在同一种属体内以不同给药方式产生的代谢动力学参数差异也较大，如鲤鱼表现在房室模型和参数上，肌注、水剂口灌鲤鱼房室模型为开放性二室模型，而混饲口灌为开放性一室模型，药代动力学参数T1/20、T1/2ka、AUC、Cmax和Tmax相差数倍，甚至数十倍。王荻等研究结果表明，诺氟沙星对小体鲟和史氏鲟给药浓度为30~50mg/kg时，即能使药效最好而又不会对肝脏产生明显的损伤。刘玉林等用高效液相色谱法测定血浆和组织中的药物浓度，研究了诺氟沙星在大黄鱼体内的代谢及消除，在治疗大黄鱼细菌性疾病时，以诺氟沙星10mg/kg剂量给药，一般1d给药1次，连用2〜3d，休药期不少于23d。朱秋华等以3种水平的诺氟沙星混入饲料中投喂甲鱼，诺氟沙星在肌肉组织中可达到相对较高的水平，在停药后肌肉中药物残留量也较高，72h后排泄量仅为24h的24.8%，120h仅排出46%，240h排出75.8%，残留量为0.35〜0.44昭/kg。对于诺氟沙星在水产动物残留检测的前处理方法上，以提取前用无水硫酸钠作脱水剂、酸化乙腊作提取剂振荡提取、正已烷去脂、旋转蒸发并离心的方法最灵敏、快速、准确、经济、实用性强。诺氟沙星的最低检测限为5.0昭/kg，在加入标准品水平为5.0〜15.0昭/kg时，回收率为68.67%〜82.89%，相对标准偏差为1.22%〜7.32%。诺氟沙星对溶藻弧菌具有明显的抗生素效应，在制定诺氟沙星给药方案时可以适当延长给药间隔时间，减少给药次数，仍能维持抗菌效果。2.3环丙沙星环丙沙星是合成的第三代喹诺酮类抗菌药物，具广谱抗菌活性，杀菌效果好，几乎对所有细菌的抗菌活性均较诺氟沙星及依诺沙星强2〜4倍，对淋球菌、绿脓杆菌、流感嗜血杆菌、金黄色葡萄球菌、链球菌、军团菌、肠杆菌都具有抗菌作用。由于环丙沙星具有抗菌能力强和广谱抗菌的优点，在过去的水产养殖上常用其治疗水产动物烂鳃病、赤皮病等细菌性感染病。但长时间摄入低剂量的环丙沙星会导致人体对喹诺酮类抗生素的产品产生耐药性。而且环丙沙星对人体会产生比较严重的肝肾毒性，所以在北美和欧盟等国家已禁止使用环丙沙星作为渔药，我国农业部也在2002年将环丙沙星列为水产养殖禁用药物。但由于该药疗效显著，目前，仍有很多渔民违规使用。为监测该药的不法使用，学者对环丙沙星的研究主要集中在水产养殖动物的残留和药代动力学上，对于其检测方法的研究也越来越受到关注。如聂湘平等采用模拟水生态系统研究了环丙沙星在异育银鲫体内的积累和分布动态，结果表明，饲料暴露、水体暴露和混合暴露3种不同给药方式对环丙沙星在异育银鲫的体内积累趋势有明显的影响，在饲料给药暴露方式中，环丙沙星在鱼体内脏、肌肉中的残留量远高于水体给药暴露。3种不同给药方式暴露下，环丙沙星在异育银鲫内脏和肌肉中的积累趋势大致相同，暴露初期吸收较快，并且很快达到峰值。随着暴露时间的延长，环丙沙星在鱼体内含量逐渐下降。吴皓等研究了环丙沙星在鳗鲡组织中的残留消除规律，陈辉华研究了环丙沙星在鲫鱼体内的残留消除规律，但由于水生动物种类繁多，不同动物体内的残留规律存在差异，因此，在具体的动物体内的残留需要进行针对性的研究。2.4氟甲喹氟甲喹（Flumequine,FLU）是氟喹诺酮类高效广谱抗菌药，其作用机制是通过抑制细菌核酸的合成，阻止细菌DNA复制达到杀菌的效果。氟甲喹主要用于水产动物的大肠杆菌病，单孢菌属和弧球菌属病，对嗜水气单胞菌有强烈的抑制作用。农业部1999年发布的农牧发[1999]17号文中规定了氟甲喹在鱼组织中的最高残留限量，鲑鱼的肉加皮为150昭/kg。该药物在鱼体内不发生代谢，均以原型药物排出。吕富等采用超高效液相色谱一串联质谱法，研究了在不同养殖条件下氟甲喹在中华绒螯蟹体内的残留消除规律。研究发现，在停止用氟甲喹15d后，各组中华绒螯蟹体内的氟甲喹残留量均低于我国现行限量标准（150%/kg）。梁增辉等给鳗鲡单次血管注射氟甲喹，结果表明，氟甲喹在胆汁中的药物浓度是所测肌肉、肾、肝、胆汁所有组织器官中最高的，且下降缓慢。氟甲喹对牙鲆S9中AMDN、ERND、EROD酶活性均具有抑制作用，其中，AMN