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ULTRASTRUCTURAL STUDY OF STAPHYLOCCOCUS AUREUS BEING ACTED BY S—102 HERB PRESCRIPTION

研究生：吕恕
指导：文 传 陈慧贞

（内容摘望）本文通过透射电镜，观察了经S-102中药方作用后，金黄色葡萄球菌的超微结构改变。MIC（最低抑菌浓度）时，可见金菊菌中隔细胞壁连接不紧密，胞质电子密度颗粒轮廓不清。8MIC时，菌体畸型，中隔粗细不一，胞质电子密度颗粒如絮状或团块，分布不均，拟核聚集，出现较粗大的间体，有的细胞溶解，无正常分裂相，生长繁殖期与静止期均有不同程度改变，并探讨了作用机制。

随着S—102消炎止血网的开发研制，通过对S—102中药方（简称S—102）的基础实验研究和对感染创面的临床疗效观察[1，2]．已初步显示了较好的抗感染作用。为进一步探讨其作用机制，我们采用透射式电子显微镜观察了S—102对金黄色葡萄球菌（简称金葡菌）作用的超微结构改变，现将结果报告如下：

材料与方法

一、菌株：金葡菌15，系对青霉素耐药菌株，由中国医学科学院医药生物技术研究所提供。

二、药物：S-102粉剂由中国中医研究院广安门医院提供。

三、样品的制备：实验样品共3个：1．对照样品；2．MIC（最低抑菌浓度l．56mg／ml）的 S— 102样品； 3．8MIC（12．48mg／ml）的S—102样品。过程：先将金葡菌种入肉汤培养基过夜培养，即为原液，按1：1比例分装3个盛有同样液体培养基的烧瓶内，增菌3小时，再分别加入MIC和SMIC的S—102药粉，对照培养物不加药物，继续培养5小时；随后过滤，即为3个样品。

四、电镜标本的制作：将3个样品进行3000转／分离心15分钟，分别取沉淀物经2％戊二醛固定3小时，离心后用缓冲液洗涤数次，用锇酸固定1小时，再用缓冲液洗涤，经系列酒精、丙酮脱水后，812＃树脂包埋，LKB—5型超薄切片机切片、醋酸铀、柠檬酸铅双重染色，置PHILIP—EM400型电镜下观察。

结果

一、空白对照：电镜下可见菌体呈椭圆形，细胞壁、细胞膜、细胞质及拟核结构清晰，在生长繁殖期的菌体中央见有明显而规则的细胞中隔，与外周细胞壁及细胞膜相连，厚度为外周细胞壁的一倍，中隔中央常见有一条染色较深的分裂沟，细胞质内有分布均匀的高密度电子颗粒，拟核着色较淡，分裂相多见（图1，6万倍）。

二、MIC的S-102对金葡菌超微结构的影响：有的菌体轻度变形，细胞中隔弯向一侧（图 2，6万倍）如中隔细胞壁连接不紧密，分裂沟呈串珠状（图3，7万倍）；生长繁殖期与静止期胞质中电子密度颗粒轮廓不清，分布欠均；偶见间体，纹理纤细，呈同心圆规整盘绕（图4，8万倍）；分裂相少见。

三、SMIC的S—102对金葡菌超微结构的影响：可使细胞结构呈多形性改变。见有菌体畸形， 细胞壁结构不清（图5、6万倍）；细胞中隔扭曲畸变、粗细不一、失去连续性、分裂沟消失（图6，6 万倍）；生长繁殖期与静止期胞质内电子颗粒密度降低，呈絮状或四块，分布不均；有的在核区形成染色淡的圆形空白区，中央有拟核聚集呈纤维丝状改变（图7，6万倍）；在约半数的分裂中期的菌体内，出现较大的间体，纹理较僵硬，盘绕欠规整（图8，6万倍）；有的菌体破溃，细胞内容物溶解、流失，遗留有膜状结构（图9，4．5万倍）；见不到正常分裂相。归纳其改变见附表

讨论

在S—102的MIC时，仅见金葡菌胞质和中隔略有改变，表明S—102使其代谢功能异常，核糖体失去均匀的颗粒结构，蛋白质的合成受到干扰，细胞分裂受限，分裂相也减少，这与所测得的MIC的细菌生长曲线呈水平状态的实验结果相吻合（2），提示药物在低浓度时，主要抑制了细菌的蛋白质合成，从而体现了抑菌药物的作用特点[3]。

8MIC时，金葡菌超微结构呈多形性改变，并各期金葡菌均受影响，说明药物作用于细菌的多个代谢环节。该药的许多成份有较强的抗菌作用，如小檗硷能抑制细菌的细胞呼吸和糖代谢过程、影响细菌对维生素B6、烟酰胺的利用，并能与DNA形成复合物，抑制DNA、RNA蛋白质及类脂的合成[4，5]。胞质和拟核的变化，可认为是药物使核区染色体性能改变，核物质产生凝集，因而不能为其转录和提供蛋白质、酶合成的信息，核糖体功能丧失甚至结构异常，集聚成四块。某些抗生素也可使菌体结构呈类似变化，有人认为这可能与抑制细菌多种酶及抑制细菌摄取氨基酸有关[6]。 另一明显改变是许多菌体的胞质内出现较大的间体。间体具有多种功能，其主要是参与DNA的复制、细胞呼吸和分裂[7]。本身形态随生理条件不同而变化[8]。根据Jacob等提出的细菌染色体合成的复制子假说，染色体复制时，首先是核的DNA附着于间体上，进一步才能使间体及核物质分裂，形成两个子细胞，可推测由于药物阻碍了染色体的复制，导致了间体自身扩张，也可因附着于间体的细胞色素和呼吸酶被抑制，引起间体代偿性增生以增加酶的含量，并形成新的间体，此时细菌正处于加速生长期，繁殖旺盛、代谢活跃，受药物作用后，便停止于分裂中期，有的出现畸变，不能继续繁殖，因此，见不到正常分裂相，生长曲线也呈下降趋势[2]。当细胞内能量减少或得不到能量时，可出现细胞内结构不清甚至自溶，所以，高浓度时可显示出杀菌作用。

S—102为中药复方制剂，经药物化学分析，除含有小檗硷、黄苓甙等有效成份外，尚有其它多种生物活性物质，药物间的相互作用更为复杂，因此，它所引起的金葡菌超微结构改变比黄连等单味药更明显和广泛，这是中药复方作用优于单味药的一个佐证，也是细菌不易对其产生耐药性的原因所在。此外，还需用药理、生化等方法进一步确定其作用机制。

（本工作承蒙中国医学科学院医药生物技术研究所娄人慧、北京市理化分析测试中心白清、孙原、辽宁省卫生职工医学院任宏造研究员的协助，谨此致谢）

参考文献

（1）文传，等，S—102消炎止血网的临床和实验研究。中国中医研究院广安门医院出席北京市科委鉴定会鉴定材料，1988。

（2）吕恕，S—102中药方治疗创伤性感染创面的临床和实验研究。中国中医研究院研究生论文，1990。

（3）花井止，海老原格。医药品再评价上抗生物质，第l版，日本医学通信社，1979；79。

（4）Shanta Nair, etc . Mechanism of Action of Berberine, Ind． J． Pharm． 1969； 31（6）：173．

（5） Creasey， William A． Biochemical Effects of Berberlne， Biochem．Pharmacol．1979；28（7）．

（6）张志林等，影响细胞壁合成的抗生素引起金黄色葡萄球菌超微结构的改变，上海第一医学院学报1983； 10 （5）：339.

（7）B．D．Daris，Microbiology . Third edition Harper International Edition.1980; 89．

（8）WHO电子显微镜诊断学研究研修七二夕一，电子显微镜学II（实际编），第1版，日本藤田企画出版株式会社，1987；40。

（9）Jacob．F．et al：Cold Spring Harbor Symp Quan．Biol． 1964；28：329．

（10）刘锡光等，大蒜、黄连、蒲公英对金黄色葡萄球菌作用的超微结构观察。中西医结合杂志，1986，6（12）；737。

本文作者系中国中医研究院广安门医院