天然藥物防齲作用的研究進(jìn)展*

范秉鑫 綜述,吳 龍 審校

(1.新疆醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830054;2.新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院/新疆醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院牙體牙髓病科,新疆 烏魯木齊 830054;3.新疆維吾爾自治區(qū)口腔醫(yī)學(xué)研究所,新疆 烏魯木齊 830011)

齲病是一種由生物膜介導(dǎo)、蔗糖驅(qū)動(dòng)、多種致病因素共同參與,牙體硬組織脫礦與再礦化動(dòng)態(tài)失衡的感染性疾病[1]。齲病在全球范圍內(nèi)發(fā)病率高、分布范圍廣、治療率低、再治療率高[2],影響著各個(gè)年齡階段人群的口腔健康。預(yù)防是控制齲病的關(guān)鍵措施,而利用藥物進(jìn)行防齲是預(yù)防齲病的重要方法之一。近年來(lái),由于天然藥物來(lái)源豐富、療效顯著、不良反應(yīng)小,在臨床應(yīng)用上有顯著特色[3]。因此,天然藥物防齲作用受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注,如五倍子、沒(méi)食子、紫地榆、茶葉、黃芩、檸檬、蜂膠、石榴等。從阻斷誘發(fā)齲病的病因出發(fā),天然藥物在齲病防治方面具有顯著效果,主要體現(xiàn)在抑制致齲菌的生長(zhǎng)與活性,抑制牙釉質(zhì)脫礦并促進(jìn)其再礦化。本文主要從天然藥物對(duì)致齲菌的作用和對(duì)牙釉質(zhì)的作用兩方面闡述并總結(jié)天然藥物防齲作用研究進(jìn)展。

1 對(duì)主要致齲菌的作用

1.1對(duì)致齲菌生長(zhǎng)的抑制作用 齲病的發(fā)生和發(fā)展是由多種細(xì)菌和宿主因素共同引起的,其中牙菌斑生物膜的形成是引起齲病的始動(dòng)因子。多種天然藥物對(duì)主要致齲菌的生長(zhǎng)表現(xiàn)出良好的抑制作用。崔霞等[4]整合了茶有效成分對(duì)致齲菌的抑制作用,并在此基礎(chǔ)上研究了茶多酚與茶黃素對(duì)變形鏈球菌、遠(yuǎn)緣鏈球菌和黏性放線菌的抑制情況,結(jié)果顯示抑菌效果良好,在細(xì)菌對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期效果更為明顯。另有研究發(fā)現(xiàn),茶樹油能有效抑制變形鏈球菌的生長(zhǎng),破壞其細(xì)胞膜完整性,且在特定濃度下,茶樹油與0.2%葡萄糖酸氯己定具有相同的作用[5]。綠茶衍生的表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(EGCG)也能夠顯著抑制變形鏈球菌的生長(zhǎng)[6]。RAI等[7]研究證明甘草提取物對(duì)變形鏈球菌和嗜酸乳桿菌有較好的抑制功效。柑橘葉和果皮精油的主要成分是檸檬烯、芳樟醇、香茅醛和香茅醇,也具有良好的抗菌活性[8]。SHETTY等[9]實(shí)驗(yàn)證明柑橘皮提取物能夠抑制變形鏈球菌和嗜酸乳桿菌的生長(zhǎng),且乙醇提取物比水提取物更有效、熱提取物比冷提取物更有效。程志敏等[10]從來(lái)自重慶、貴州、四川、云南的青花椒果皮中分別提取精油,發(fā)現(xiàn)其均有抑菌效果,且產(chǎn)自重慶的青花椒抑菌活性最強(qiáng),可破壞細(xì)菌鏈狀結(jié)構(gòu)、損傷細(xì)菌細(xì)胞膜。因此,產(chǎn)地的不同及提取方式的不同會(huì)影響天然藥物的抑菌功效。PRINCE等[11]研究發(fā)現(xiàn),麥盧卡蜂蜜和蔓越莓提取物協(xié)同使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生比預(yù)期疊加更強(qiáng)的抑菌效果,這提示復(fù)合藥物防齲的搭配還有待進(jìn)一步研究。除此之外,蘇木、厚樸、黃連、大黃、蘆子、小檗提取物均被證實(shí)對(duì)口腔主要致齲菌具有抑制作用[12-15]。目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者傾向于研究天然藥物提取物對(duì)主要致齲菌生長(zhǎng)的抑制效果,研究已證明多種天然藥物抑菌的有效性,但抑菌機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。目前,關(guān)于天然藥物單獨(dú)作用的研究較多,涉及聯(lián)合用藥防齲的研究較少,個(gè)人認(rèn)為天然藥物與化學(xué)合成藥物聯(lián)用,或具有協(xié)同作用的天然藥物之間聯(lián)合防齲的效果及應(yīng)用值得研究。

1.2對(duì)致齲菌產(chǎn)糖、產(chǎn)酸、黏附的影響 致齲菌產(chǎn)糖、產(chǎn)酸的特性為致齲的主要毒力因子,其黏附能力使致齲菌能在牙齒表面形成毒力更強(qiáng)的菌斑生物膜。天然藥物對(duì)致齲菌的代謝起到抑制作用,從而能夠防治齲病。袁曦玉等[16]發(fā)現(xiàn),軟紫草的粗提取物能夠抑制變形鏈球菌、血鏈球菌等6種口腔主要致齲菌的產(chǎn)糖、產(chǎn)酸、黏附能力。天然藥物可以抑制酶的活性,從而抑制致齲菌代謝。在研究藥物對(duì)變形鏈球菌葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶活性的抑制作用中發(fā)現(xiàn),不同實(shí)驗(yàn)藥物抑制率為沒(méi)食子>沒(méi)食子聯(lián)合氟化鈉>氟化鈉,天然藥物效果顯著,能夠抑制葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶活性,從而抑制變形鏈球菌的黏附[17]。有研究表明,綠茶提取物EGCG能通過(guò)與變形鏈球菌葡聚糖蔗糖酶的結(jié)合抑制其活性,體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也充分證明其能抑制大鼠齲病的發(fā)生[18-19]。有研究表明天然藥物也能通過(guò)調(diào)節(jié)基因的表達(dá)影響細(xì)菌產(chǎn)生毒力因子。黃芩素分別通過(guò)使luxS、comDE、comA和comB基因表達(dá)下調(diào),從而降低細(xì)菌毒力,使spaP基因表達(dá)下調(diào),從而影響細(xì)菌黏附能力,也能夠抑制immA和immB的表達(dá),從而減少細(xì)菌素的分泌[20]。柑橘精油也能降低變形鏈球菌毒力相關(guān)基因的表達(dá),其中通過(guò)抑制gtf基因表達(dá)減少葡聚糖的產(chǎn)生,從而影響細(xì)菌黏附能力和生物膜形成能力[21]?，F(xiàn)階段研究表明,多種天然藥物可以通過(guò)抑制相關(guān)酶的活性,從而抑制細(xì)菌的產(chǎn)糖、產(chǎn)酸、黏附,進(jìn)而起到防治齲病的作用,對(duì)臨床應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。與致齲菌毒力相關(guān)的基因是調(diào)控細(xì)菌代謝和活性的關(guān)鍵,因此關(guān)于天然藥物抑菌的具體機(jī)制值得從基因分子水平方面繼續(xù)深入研究。

1.3清除或抑制生物膜的形成 定植于牙面的牙菌斑生物膜是引起齲病發(fā)生的重要因素,多種天然藥物能夠抑制生物膜的形成,清除已形成生物膜,進(jìn)而起到防治齲病的作用。鄭沛等[22]通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察茶黃素對(duì)變異鏈球菌生物膜的作用,發(fā)現(xiàn)其對(duì)已形成的生物膜具有很強(qiáng)的抑制及殺菌作用。茶中有效成分對(duì)口腔細(xì)菌生物膜也有很好的抑制作用。ZAYED等[23]研究發(fā)現(xiàn)綠茶的酒精提取物和水提取物對(duì)變形鏈球菌的最低生物膜抑制濃度分別為3.1～12.5 mg/mL和6.5～50.0 mg/mL。金銀花與黃芩苷也能有效抑制變形鏈球菌UA159的生物膜形成[24-25]。吳澤鈺[26]發(fā)現(xiàn),柚皮苷對(duì)6種主要致齲菌生物膜具有抑制和清除作用,1～4 g/L柚皮苷能夠抑制50%以上生物膜的形成,4～8 g/L柚皮苷可以減少50%以上已形成的生物膜。CHEN等[27]首次證明了黃芩苷能顯著降低致齲菌生物膜生物量并抑制多糖和乳酸的產(chǎn)生。關(guān)于天然藥物對(duì)生物膜具體作用的研究表明,五倍子能與釉質(zhì)上的特殊位點(diǎn)結(jié)合,從而降低細(xì)菌生物膜的黏附性[28]。關(guān)春如[29]研究甜茶提取物甜茶苷對(duì)變異鏈球菌生物膜的影響,結(jié)果表明甜茶苷能夠抑制變異鏈球菌生物膜致齲基因的表達(dá)水平,從而抑制其生長(zhǎng)和產(chǎn)生毒力因子,且生物膜厚度變薄,結(jié)構(gòu)改變。金曉婷等[30]發(fā)現(xiàn),葡萄籽原花青素能使變形鏈球菌生物膜活性降低,殺死生物膜內(nèi)細(xì)菌,影響其后續(xù)發(fā)展。對(duì)于多微生物生物膜模型,金龜子和石榴提取物體現(xiàn)出良好的體外抗生物膜特性[31]。現(xiàn)已證明多種天然藥物能夠清除或抑制生物膜的形成,目前研究集中于天然藥物對(duì)單一生物膜的影響,對(duì)于混合菌種生物膜的研究較少。但口腔中存在700多種細(xì)菌,牙菌斑生物膜中的細(xì)菌種類眾多,其微生物組具有復(fù)雜性[32],微生物體進(jìn)行著代謝與物種間交流,個(gè)體間牙菌斑生物膜結(jié)構(gòu)也存在差異。因此,在體外生物膜模型中獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能完全適用于臨床實(shí)際應(yīng)用。此外,關(guān)于天然藥物可否影響牙菌斑中各種細(xì)菌的相互作用,還有待于進(jìn)一步研究證實(shí)。

2 對(duì)牙釉質(zhì)的作用

牙齒脫礦與再礦化平衡打破,向脫礦方面傾斜,將引起齲病的發(fā)生[33]。有研究發(fā)現(xiàn),天然藥物能夠抑制釉質(zhì)脫礦、促進(jìn)釉質(zhì)再礦化,起到防治齲病的作用。有研究發(fā)現(xiàn),用五倍子液處理乳牙,結(jié)果顯示其具有良好的抑制脫礦和促進(jìn)牙釉質(zhì)再礦化作用[34-35]。此外,五倍子可以與鈣離子發(fā)生絡(luò)合進(jìn)入釉質(zhì)微孔,促進(jìn)再礦化[36]。李芳[37]通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)與齲齒Keyes計(jì)分發(fā)現(xiàn),綠茶提取物EGCG能夠降低大鼠的患齲率,并使大鼠磨牙齲損程度降低。MA等[38]用檸檬精油和檸檬烯處理牛切牙早期齲,顯示其能夠抑制膠原降解從而防治齲病。CARRILHO等[39]通過(guò)原位和離體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),鈣石藻既能抑制鈣、磷酸鹽從牙釉質(zhì)中釋放,又可促進(jìn)鈣、磷酸鹽在釉質(zhì)表面的再沉淀,起到抑制釉質(zhì)脫礦和促進(jìn)釉質(zhì)再礦化的作用。李茹芳等[40]研究得出,蘇木提取物可以修復(fù)人工脫礦釉質(zhì)齲,經(jīng)掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)其能促進(jìn)牙釉質(zhì)再礦化,經(jīng)硬度測(cè)試發(fā)現(xiàn)其可以提高釉質(zhì)硬度。CHEN等[27]實(shí)驗(yàn)證明黃芩苷可以顯著提高牙釉質(zhì)抗酸能力,抑制牙齒脫礦,保護(hù)牙齒結(jié)構(gòu)。目前,眾多研究均證實(shí),天然藥物能使牙釉質(zhì)礦化結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,促進(jìn)礦物質(zhì)再沉積,起到抑制牙釉質(zhì)脫礦、促進(jìn)再礦化的作用。但大部分研究是通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證實(shí),動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床試驗(yàn)較少,在口腔環(huán)境內(nèi)天然藥物對(duì)牙釉質(zhì)的作用尚不明確,應(yīng)用到臨床存在一定困難,未來(lái)還需要大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究來(lái)驗(yàn)證其有效性。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

天然藥物在防治齲病方面效果顯著,更多天然藥物及其提取物可被開發(fā)應(yīng)用于齲病防治。目前,關(guān)于天然藥物對(duì)人體毒性的研究仍比較少,在臨床應(yīng)用天然藥物防齲前應(yīng)充分研究天然藥物的毒性和生物安全性,避免在長(zhǎng)期使用過(guò)程中對(duì)人體造成不可逆的毒性損害。天然藥物已被證實(shí)能抑制生物膜形成或清除已形成生物膜,但牙菌斑生物膜中細(xì)菌種類眾多,細(xì)菌之間彼此相互作用,目前研究更多的是天然藥物對(duì)單一生物膜的影響,關(guān)于天然藥物對(duì)混合生物膜作用的研究較少。且現(xiàn)階段研究多集中于單一藥物粗提取物的作用效果,具體防齲成分的提取和研究涉及較少,天然藥物之間的協(xié)同作用及天然藥物防齲與其他防齲方式的聯(lián)合也需繼續(xù)探索。此外,關(guān)于天然藥物及其提取物在臨床的應(yīng)用方法和劑量還有待于通過(guò)更多體外實(shí)驗(yàn)與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究。