丁香酚抗菌作用及其在家禽生产中的应用

栗福星，王 凯

（山东省阳信县动物疫病预防控制中心，山东滨州 251800）

丁香酚（eugenol，C10H12O2)属于酚类芳香化合物，化学名为4-烯丙基-2-甲氧基苯酚，天然存在于唇形科、樟科、桃金娘科和肉豆蔻科植物的精油中，其中桃金娘科植物丁香新鲜花蕾中含量最丰富[1,2]。丁香酚是丁香油中最主要的化学成分，有特殊香气，可用作食品和化妆品的调味剂，是我国食品添加剂标准（GB2760-2011)中允许使用的20 多种酚类香料之一[3]。大鼠口服的LD50 为1.93g/kg，据外源化学物质毒性分级标准属于实际无毒，包封丁香酚是提高其水溶性、防止过快吸收，从而提高其活性的最佳解决方案[4,5]。利用其抗微生物作用，用于家禽生产，有望开发为新型抗生素替代药物。

1 丁香酚抗微生物作用

1.1 抑菌作用

丁香酚对革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、肺炎链球菌等)和革兰氏阴性菌（大肠杆菌、伤寒沙门菌、铜绿假单胞菌等)均具有抑制活性[6]。丁香酚对耐药菌株也具有较好的抑制作用，可抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA)生物被膜形成关键基因（IcaA、IcaD 和SarA)的表达[7]；通过刺激菌体内活性氧（ROS)生成和膜损伤而摧毁万古霉素耐药金黄色葡萄球菌菌株[8]。

1.2 丁香酚与其他药物联合抑菌作用

对源于猪、鹅、狐狸、牛等不同动物的大肠杆菌（E.coli)的分离菌株，通过测定MIC 和分数抑菌浓度指数（FICI)，评估菌株的敏感性以及丁香酚与黏菌素对分离菌株的联合抑菌作用，实验表明丁香酚对14个菌株均有明显的抑制作用，与黏菌素联合还具有明显的协同活性，可显著抑制黏菌素耐药基因（mcr-1)的mRNA 表达[9]。丁香酚还被证明与链霉素联合对食源性伤寒沙门菌具有协同抑制作用，并能抑制其生物被膜的形成。与万古霉素、庆大霉素和β-内酰胺类抗生素联合对多种革兰氏阳性菌和阴性菌均表现出协同作用[10,11]。

1.3 丁香酚对不同真菌的抑制作用

丁香酚的亲脂性使其能作用于真菌的细胞膜，干扰、损伤甚至破坏膜的流动性和通透性，抑制真菌对宿主细胞的黏附，减少其定植和感染宿主的能力[12]。对于念珠菌属的各种菌，丁香酚表现出不可逆的杀伤作用，这主要归因于丁香酚对H+-ATP 酶的抑制，导致细胞内酸化而引起真菌细胞死亡[13]。

1.4 丁香酚抗寄生虫作用

抗疟作用的研究表明，从裂殖体到环状体的发育过程中，丁香酚处理引起了虫体形态改变，提示虫体在红细胞内的发育被中断，电子显微镜可观察到两个核膜小叶以及其它亚细胞膜（如消化液泡)的分离，对于小鼠的疟原虫感染，连续6d 给予丁香酚治疗，可显著减轻寄生虫血症和脑水肿的发生发展[14]。富含丁香酚的罗勒精油对利什曼原虫前鞭毛体和无鞭毛体精油的IC50（半抑制浓度)分别为135 和100μg/mL，对这两种鞭毛体的MIC（最低抑菌浓度)为150μg/mL；透射电镜观察到鞭毛体中出现大量线粒体肿胀，线粒体内膜发生改变，嵴数量显著增加[15]。前鞭毛体感染后8 周的BALB/c 小鼠连续10d 腹腔注射EE，可显著降低肝脏和脾脏虫体负荷，24h 延迟型超敏反应增强，IgG2a ∶IgG1 升 高，结合CD62L 和CD44 的表达说明EE 治疗诱导了CD8+中枢记忆T 细胞介导的免疫[16]。

1.5 丁香酚抗病毒作用

众多研究显示，丁香酚对甲型流感病毒（IAV)、单纯疱疹病毒（HSV)1 型和2 型以及4 种空气传播的噬菌体具有抗病毒活性；通过中和或灭活病毒来延缓HSV 的复制，其背后机制是诱导监测HSV 复制的HSV-1 糖蛋白B 的表达上调，丁香酚还被证明抑制HSV-1 和HSV-2 DNA 分子的复制，并破坏新合成病毒粒子的外膜；对IAV 的研究表明，丁香酚可通过抑制氧化应激和ERK1/2、p38MAPK 和IKK/NF-κB 通路的激活，随后抑制Beclin1-Bcl2 异二聚体的解离和自噬，最终损害IAV 复制[17]。

新近发现，丁香酚还能抑制棘突蛋白S1 与血管紧张素转换酶2（ACE2)的相互作用而抑制新型冠状病毒（COVID-19)对表达ACE2 细胞（HEK293)的入侵，生物信息学和热位移分析观察到丁香酚与S1发生相互作用，而不是ACE2；丁香酚还降低了病毒棘突蛋白S1 诱导的人A549 肺细胞内NF-κB 活化和IL-6、IL-1β 和TNFα 的表达；口服丁香酚可减轻病毒棘突蛋白，S1 刺激小鼠的肺部炎症，并降低发热，改善心功能，增强运动能力[18]。

2 丁香酚在家禽疾病防控应用

2.1 抗细菌感染应用

家禽感染沙门菌的研究表明，0.75%～1%的丁香酚可持续减少雏鸡盲肠中沙门菌的数量，同时降低了细菌的运动和侵袭能力，下调了运动基因flhC 和motA 以及侵袭基因hilA、hilD 和invF 的表达[19]。丁香油口服液（丁香酚为主要成分)可有效缓解沙门菌口服感染5 日龄雏鸡的临床症状和体质量下降趋势，提高雏鸡的相对增重和存活率，降低感染雏鸡的病理损伤[20]。用丁香酚处理鸡蛋，能够快速清除鸡蛋上的沙门菌和血清型肠杆菌，降低蛋类细菌感染[21]。总之，丁香酚可以通过稳定肠粘膜屏障和减轻炎症反应，以及抑制细菌黏附和入侵细胞来保护肉鸡免受沙门菌感染。

2.2 抗真菌、寄生虫感染应用

研究发现，丁香酚能有效控制家禽曲霉病，调节免疫力[22]。肉鸡日粮中添加丁香酚能减少球虫卵的排泄，减轻肠道病变的严重程度[23]。此外，丁香酚还对家禽体内的蜱、寄生螨等寄生虫具有很强的杀虫活性[24]。

2.3 在家禽生产中添加剂替抗应用

Ghanima 等[25]研究表明，饲料中添加丁香酚、百里香酚和香芹酚均能提高蛋鸡的生产性能，增加鸡蛋重和总产量并改善免疫性能。丁香酚能提高家禽饲料转化率和增重，降低肉鸡肠道沙门菌等病原体的数量[26]。除一般家禽外，在鹌鹑日粮中添加适量丁香酚能改善成年鹌鹑生产性能、产蛋性能和孵化成功率[27]。

3 小结

丁香酚具有良好的抗微生物作用，对于常见的细菌、真菌、寄生虫和病毒都具有抑制或杀灭作用，对多药耐药菌株也具有明显的抑制作用，还能增强部分耐药菌对抗生素的敏感性。综合当前丁香酚在畜禽生产中的研究表明，丁香酚在家禽应用中具有促生长、抑杀有害菌、改善肠道菌群和杀虫活性，明显具有代替抗生素的潜力，但作用机制尚不明确。随着丁香酚在家禽产业的更深入研究，其在家禽疾病防控的应用前景非常广阔。