中草藥及其活性成分抗齲病細菌生物膜研究進展

劉玉梅 徐靜舒

摘要：齲病是一種最常見的慢性進行性口腔疾病。中草藥與傳統(tǒng)治療齲病的藥物（如氟化物）相比有諸多優(yōu)勢，因此，近年來中草藥抗齲成為國內(nèi)外眾多學(xué)者關(guān)注的熱點。齲病不是單因素疾病，齲病的發(fā)生與變形鏈球菌、血鏈球菌、內(nèi)氏放線菌、黏性放線菌、乳酸桿菌形成的細菌生物膜密切相關(guān)。本文就中草藥及其活性成分抗齲病細菌生物膜相關(guān)研究進行簡要概述。

關(guān)鍵詞：齲??；細菌生物膜；中草藥；綜述

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2015.07.039

中圖分類號：R285.5 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1005-5304（2015）07-0125-03

Research Progress of TCM Medicinal Herbs and Their Active Ingredients in Anti-bacterial Biofilms of Caries LIU Yu-mei1， XU Jing-shu2 （1.Kunming University of Science and Technology， Kunming 650032， China；2.First Peoples Hospital of Yunnan Province， Affiliated Hospital of Kunming University of Science and Technology， Kunming 650032， China）

Abstract：Caries is one of the most common chronic progressive oral diseases. TCM medicinal herbs have many advantages compared with traditional dental drugs for caries （such as fluoride）. In recent years， cariogenic TCM medicinal herbs have attracted the attention of many domestic and foreign scholars. Caries is not caused by a single factor. The development of caries is closely related to bacterial biofilms that are formed by streptococcus mutans， streptococcus sanguis， actinomyces inside， actinomyces and lactobacillus. Therefore， this article took a brief overview of TCM medicinal herbs and their active ingredients that inhibit the bacterial biofilms.

Key word：caries；bacterial biofilms；TCM medicnal herb；review

齲病是一種慢性進行性疾病，細菌致齲的首要條件是定植于牙面形成牙菌斑。在定植過程中，牙菌斑內(nèi)部形成生化梯度，使多種細菌協(xié)調(diào)共生形成細菌群，這種生長形式叫做生物膜[1]。細菌生物膜一旦形成，往往使對浮游菌非常有效的藥物濃度很難清除感染，導(dǎo)致耐藥性提高。早期采用抗生素治療齲病雖有一定的防齲效果，但長期使用可引起耐藥，使菌群失調(diào)而誘發(fā)其他疾病。氟化物由于存在安全風(fēng)險問題，在一定程度上限制了它在臨床上的應(yīng)用。所以，開發(fā)一種安全有效的藥物已引起國內(nèi)外眾多學(xué)者關(guān)注。筆者現(xiàn)就近年來中草藥及其活性成分抗齲病細菌生物膜相關(guān)研究作一概述。

基金項目：國家自然科學(xué)基金（81360600）；云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計劃（2011FB220）

通訊作者：徐靜舒，E-mail：1633845885@qq.com

1 五倍子及其有效成分沒食子鞣質(zhì)

五倍子是癭綿蟲科的蚜蟲寄生于漆樹科鹽膚木屬植物葉子上形成的一種蟲癭，是倍蚜干母在鹽膚木葉上寄生并繁殖的產(chǎn)物，其主要成分為鞣質(zhì)，具有止血、解毒的功效。五倍子在較低質(zhì)量濃度即可抑制多種致齲菌的生長。席氏[2]應(yīng)用人工口腔和菌落計數(shù)技術(shù)觀察了五倍子水提取物對菌斑生物膜的消除作用，結(jié)果顯示，不同濃度的五倍子水提取物對變形鏈球菌、黏性放線菌、血鏈球菌、口腔鏈球菌形成的單一細菌菌斑生物膜具有一定的消除作用，且呈濃度依賴性。同時還應(yīng)用人工口腔、掃描電鏡和菌落計數(shù)技術(shù)觀察了五倍子水提取物對菌斑生物膜形成的影響，發(fā)現(xiàn)五倍子水提取物具有顯著的抗生物膜形成的作用。并進一步應(yīng)用漠化乙錠/熒光素雙乙酸鹽（ED/FDA）染色、激光共聚焦顯微鏡（CLSM）技術(shù)觀察了五倍子水提取物對口內(nèi)生物膜的影響，提示五倍子水提取物可明顯降低菌斑生物膜中細菌的活性。

李氏等[3]通過建立恒化器牙菌斑生物膜模型觀察經(jīng)五倍子和洗必泰處理后生物膜上細菌數(shù)目、生物膜超微結(jié)構(gòu)，比較二者對口腔常見細菌的生長、產(chǎn)酸和生物膜表面形態(tài)的影響，發(fā)現(xiàn)二者都能抑制生物膜上細菌的生長、產(chǎn)酸和胞外基質(zhì)的產(chǎn)生。趙氏等[4]用最小生物膜清除濃度測定法（MBECTM-HTP-Assay）通過掃描電鏡觀察口腔細菌在MBECTM-Device上形成細菌生物膜的能力和形成情況研究五倍子不同提取組分對變形鏈球菌、血鏈球菌、內(nèi)氏放線菌、黏性放線菌、乳酸桿菌5種主要與致齲密切相關(guān)的細菌生物膜生長抑制和清除的作用，發(fā)現(xiàn)五倍子多酚性化合物對口腔生物膜細菌具有很好的抑制和清除效應(yīng)。趙氏等[5]運用半定量可見光570測定OD值的方法，評估實驗藥物五倍子和蜂房有效成分對口腔細菌生物膜生物密度的作用，以倒置式相差/熒光顯微鏡結(jié)合特異熒光染料標(biāo)記口腔細菌生物膜中死菌和活菌的方法，研究實驗藥物對口腔細菌生物膜結(jié)構(gòu)及活性的作用。結(jié)果表明，天然藥物對口腔細菌生物膜的作用不單純是對口腔生物膜細菌的殺滅作用，還可能通過對口腔細菌生物膜結(jié)構(gòu)的改變調(diào)整其內(nèi)部的細菌組成而發(fā)揮一定作用。王氏[6]應(yīng)用人工口腔模型模擬菌斑生物膜的形成過程，研究了五倍子水提取物對不同時期菌斑生物膜的抑制作用，以及對菌斑生物膜的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、構(gòu)成和活性的影響。結(jié)果顯示，在一定濃度下，五倍子水提取物對菌斑生物膜早期形成過程具有抑制作用，同時能殺滅菌斑生物膜內(nèi)的細菌，改變菌斑生物膜的結(jié)構(gòu)，破壞菌斑生物膜的完整性，使其不能形成典型的生物膜立體結(jié)構(gòu)，從而降低生物膜的活性。

趙氏等[7]通過系統(tǒng)溶劑法研究了沒食子浸膏及其3種提取物對變形鏈球菌、血液鏈球菌、內(nèi)氏放線菌、黏性放線菌、乳酸桿菌5種主要致齲細菌生長的影響，發(fā)現(xiàn)沒食子鞣質(zhì)可抑制口腔中變形鏈球菌、黏性放線菌、唾液鏈球菌等多種細菌的生長，抑制葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶（GTF）活性，降低牙菌斑的聚集，從而影響致齲菌生長代謝。為進一步研究藥物沒食子鞣質(zhì)及其有效提取物（沒食子酸+沒食子酸甲酯）對細菌生物膜形態(tài)結(jié)構(gòu)和活力的影響，趙氏等[8]利用特異熒光染料標(biāo)記死菌和活菌的方法來獲得藥物作用生物膜細菌的時間和空間信息。經(jīng)過4 mg/mL沒食子鞣質(zhì)及其有效提取物（沒食子酸+沒食子酸甲酯）作用后，生物膜細菌總量、死菌量、活菌量及生物膜結(jié)構(gòu)都發(fā)生了一系列變化，生物膜結(jié)構(gòu)及密度下降。這表明沒食子鞣質(zhì)及提取物對牙菌斑生物膜的作用一方面是對生物膜中細菌的殺滅，另一方面是改變牙菌斑生物膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)，降低生物膜密度及調(diào)整生物膜內(nèi)部死活菌的比例。為使上述研究更加充分，趙氏等[9]運用半定量可見光測定OD值的方法，研究了沒食子鞣質(zhì)及有效提取物對口腔細菌生物膜整體生物量的影響。結(jié)果顯示，沒食子鞣質(zhì)及有效提取物對口腔細菌生物膜的作用都有一定的濃度依賴性，藥物濃度高，作用越明顯。說明沒食子鞣質(zhì)及有效提取物能夠減低口腔細菌生物膜在材料表面的整體生物量。

林氏[10]研究發(fā)現(xiàn)，沒食子鞣質(zhì)對變形鏈球菌產(chǎn)生水不溶性胞外多糖有明顯的抑制作用。

2 茶多酚

茶多酚是從茶葉中分離提純的多酚類化合物，具有抗菌、抗氧化、抑酶、結(jié)合蛋白等生物學(xué)作用，是目前研究較多的天然防齲物質(zhì)。高氏[11]采用紙片法分別用茶多酚、厚樸酚、和厚樸酚、蜂膠對變形鏈球菌做抑菌試驗，顯示其都有很強的抑菌效應(yīng)。齊氏等[12]采用細菌致齲法形成早期根面齲模型，經(jīng)2 mg/mL茶多酚溶液、6.3 μg/mL厚樸酚溶液、20 mg/mL氟化鈉溶液處理后再次放入新鮮變形鏈球菌菌液48 h，并用掃描電鏡觀察牙體標(biāo)本。結(jié)果顯示，形成早期根面齲的牙體組織表面黏附了大量細菌，而茶多酚處理組由于茶多酚有效地抑制了GTF活性，從而大量減少變形鏈球菌的黏附聚集，破壞細菌的細胞膜結(jié)構(gòu)而抑制細菌的生長。

3 蜂房及蜂膠

左氏等[13]通過溶劑分段和層析技術(shù)對蜂房進行分離，采用液體稀釋法研究蜂房對口腔長居細菌的抑菌作用，結(jié)果蜂房對幾種口腔長居細菌均有較強的抑制作用。李氏等[14]觀察了國產(chǎn)水溶性蜂膠對致齲菌混合菌斑生物膜形態(tài)及其產(chǎn)酸的影響，發(fā)現(xiàn)蜂膠在一定濃度范圍內(nèi)對生物膜表面的細菌繁殖及基質(zhì)的分泌均有抑制作用，表明國產(chǎn)水溶性蜂膠能影響致齲菌混合菌斑生物膜的形態(tài)和產(chǎn)酸。

4 大黃

大黃中的鞣質(zhì)可抑制口腔中變形鏈球菌、黏性放線菌、唾液鏈球菌等多種細菌的生長，可降低牙菌斑的聚集。李氏等[15]采用變形鏈球菌誘導(dǎo)法形成人工根面齲模型，通過掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)大黃能有效抑制變形鏈球菌的生長，抑制早期根面齲的發(fā)展。

5 厚樸

厚樸具有廣譜的抗菌活性，厚樸酚與和厚樸酚是厚樸基本的活性成分。厚樸酚與和厚樸酚都能降低菌斑生物膜表面的溶解性。黃氏[16]研究了厚樸活性成分的抗齲機制，發(fā)現(xiàn)厚樸有效成分對實驗牙菌斑對主要致齲菌的生長、黏附、GTF等均有較強的抑制作用。馮氏等[17]利用MBECTM-Device研究厚樸酚與和厚樸酚對變形鏈球菌、血鏈球菌、黏性放線菌、內(nèi)氏放線菌、乳酸桿菌5種主要致齲菌生長和代謝的影響，發(fā)現(xiàn)厚樸酚與和厚樸酚對5種口腔浮游細菌及生物膜細菌均有良好的抑制作用。表明厚樸活性成分可抑制致齲菌生長，減少菌斑生物膜中致病菌的數(shù)量。殷氏等[18]通過建立黏附實驗?zāi)Ｐ停芯苛撕駱闾崛∥铮∕OCE）及其主要成分厚樸酚與和厚樸酚對致齲菌的黏附抑制作用及其對已形成黏附的脫附作用。結(jié)果顯示，成分組成為35%厚樸酚和65%和厚樸酚的MOCE在低于最小殷俊濃度（MIC）濃度水平對變形鏈球菌和黏性放線菌具有顯著黏附抑制作用和對既形成黏附的脫附作用，雙效對抗菌斑形成。

6 其他

陳氏等[19]研究表明，白及水煎劑主要通過抑制變形鏈球菌的產(chǎn)酸和黏附抑制變形鏈球菌。樊氏等[20]以五倍子為對照物，發(fā)現(xiàn)黃連、厚樸、烏梅、黃芩、丁香對變形鏈球菌均有一定的抑制作用，且以黃連作用最強。邵氏等[21]研究表明，一定濃度的赤芍粗提物對變形鏈球菌的生長、產(chǎn)酸、黏附及合成胞外多糖均有抑制作用。

7 小結(jié)

由于生物膜的存在，口腔細菌具有比浮游菌更強的生長、發(fā)育和抗外力（抗酸、抗藥等）干擾的能力。目前藥物研制開發(fā)大多以浮游細菌為研究對象，但無實質(zhì)性進展。筆者認為，今后需要尋找有效抗細菌生物膜的中草藥藥物濃度及活性成分，從本質(zhì)上闡明藥物對細菌生物膜的作用機制，研究開發(fā)抗生物膜作用的有效藥物濃度及成分。雖然目前眾多學(xué)者對細菌生物膜進行了研究，但由于其機制復(fù)雜，尚處在探索階段，需要更進一步的深入研究。

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（收稿日期：2014-06-27）

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