中草药及其活性成分抗龋病细菌生物膜研究进展

2015-05-30刘玉梅徐静舒

中国中医药信息杂志 2015年7期

刘玉梅徐静舒

摘要：龋病是一种最常见的慢性进行性口腔疾病。中草药与传统治疗龋病的药物（如氟化物）相比有诸多优势，因此，近年来中草药抗龋成为国内外众多学者关注的热点。龋病不是单因素疾病，龋病的发生与变形链球菌、血链球菌、内氏放线菌、黏性放线菌、乳酸杆菌形成的细菌生物膜密切相关。本文就中草药及其活性成分抗龋病细菌生物膜相关研究进行简要概述。

关键词：龋病；细菌生物膜；中草药；综述

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2015.07.039

中图分类号：R285.5 文献标识码：A 文章编号：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

龋病是一种慢性进行性疾病，细菌致龋的首要条件是定植于牙面形成牙菌斑。在定植过程中，牙菌斑内部形成生化梯度，使多种细菌协调共生形成细菌群，这种生长形式叫做生物膜[1]。细菌生物膜一旦形成，往往使对浮游菌非常有效的药物浓度很难清除感染，导致耐药性提高。早期采用抗生素治疗龋病虽有一定的防龋效果，但长期使用可引起耐药，使菌群失调而诱发其他疾病。氟化物由于存在安全风险问题，在一定程度上限制了它在临床上的应用。所以，开发一种安全有效的药物已引起国内外众多学者关注。笔者现就近年来中草药及其活性成分抗龋病细菌生物膜相关研究作一概述。

基金项目：国家自然科学基金（81360600）；云南省应用基础研究计划（2011FB220）

通讯作者：徐静舒，E-mail：1633845885@qq.com

1 五倍子及其有效成分没食子鞣质

五倍子是瘿绵虫科的蚜虫寄生于漆树科盐肤木属植物叶子上形成的一种虫瘿，是倍蚜干母在盐肤木叶上寄生并繁殖的产物，其主要成分为鞣质，具有止血、解毒的功效。五倍子在较低质量浓度即可抑制多种致龋菌的生长。席氏[2]应用人工口腔和菌落计数技术观察了五倍子水提取物对菌斑生物膜的消除作用，结果显示，不同浓度的五倍子水提取物对变形链球菌、黏性放线菌、血链球菌、口腔链球菌形成的单一细菌菌斑生物膜具有一定的消除作用，且呈濃度依赖性。同时还应用人工口腔、扫描电镜和菌落计数技术观察了五倍子水提取物对菌斑生物膜形成的影响，发现五倍子水提取物具有显著的抗生物膜形成的作用。并进一步应用漠化乙锭/荧光素双乙酸盐（ED/FDA）染色、激光共聚焦显微镜（CLSM）技术观察了五倍子水提取物对口内生物膜的影响，提示五倍子水提取物可明显降低菌斑生物膜中细菌的活性。

李氏等[3]通过建立恒化器牙菌斑生物膜模型观察经五倍子和洗必泰处理后生物膜上细菌数目、生物膜超微结构，比较二者对口腔常见细菌的生长、产酸和生物膜表面形态的影响，发现二者都能抑制生物膜上细菌的生长、产酸和胞外基质的产生。赵氏等[4]用最小生物膜清除浓度测定法（MBECTM-HTP-Assay）通过扫描电镜观察口腔细菌在MBECTM-Device上形成细菌生物膜的能力和形成情况研究五倍子不同提取组分对变形链球菌、血链球菌、内氏放线菌、黏性放线菌、乳酸杆菌5种主要与致龋密切相关的细菌生物膜生长抑制和清除的作用，发现五倍子多酚性化合物对口腔生物膜细菌具有很好的抑制和清除效应。赵氏等[5]运用半定量可见光570测定OD值的方法，评估实验药物五倍子和蜂房有效成分对口腔细菌生物膜生物密度的作用，以倒置式相差/荧光显微镜结合特异荧光染料标记口腔细菌生物膜中死菌和活菌的方法，研究实验药物对口腔细菌生物膜结构及活性的作用。结果表明，天然药物对口腔细菌生物膜的作用不单纯是对口腔生物膜细菌的杀灭作用，还可能通过对口腔细菌生物膜结构的改变调整其内部的细菌组成而发挥一定作用。王氏[6]应用人工口腔模型模拟菌斑生物膜的形成过程，研究了五倍子水提取物对不同时期菌斑生物膜的抑制作用，以及对菌斑生物膜的形态、结构、构成和活性的影响。结果显示，在一定浓度下，五倍子水提取物对菌斑生物膜早期形成过程具有抑制作用，同时能杀灭菌斑生物膜内的细菌，改变菌斑生物膜的结构，破坏菌斑生物膜的完整性，使其不能形成典型的生物膜立体结构，从而降低生物膜的活性。

赵氏等[7]通过系统溶剂法研究了没食子浸膏及其3种提取物对变形链球菌、血液链球菌、内氏放线菌、黏性放线菌、乳酸杆菌5种主要致龋细菌生长的影响，发现没食子鞣质可抑制口腔中变形链球菌、黏性放线菌、唾液链球菌等多种细菌的生长，抑制葡萄糖基转移酶（GTF）活性，降低牙菌斑的聚集，从而影响致龋菌生长代谢。为进一步研究药物没食子鞣质及其有效提取物（没食子酸+没食子酸甲酯）对细菌生物膜形态结构和活力的影响，赵氏等[8]利用特异荧光染料标记死菌和活菌的方法来获得药物作用生物膜细菌的时间和空间信息。经过4 mg/mL没食子鞣质及其有效提取物（没食子酸+没食子酸甲酯）作用后，生物膜细菌总量、死菌量、活菌量及生物膜结构都发生了一系列变化，生物膜结构及密度下降。这表明没食子鞣质及提取物对牙菌斑生物膜的作用一方面是对生物膜中细菌的杀灭，另一方面是改变牙菌斑生物膜的形态结构，降低生物膜密度及调整生物膜内部死活菌的比例。为使上述研究更加充分，赵氏等[9]运用半定量可见光测定OD值的方法，研究了没食子鞣质及有效提取物对口腔细菌生物膜整体生物量的影响。结果显示，没食子鞣质及有效提取物对口腔细菌生物膜的作用都有一定的浓度依赖性，药物浓度高，作用越明显。说明没食子鞣质及有效提取物能够减低口腔细菌生物膜在材料表面的整体生物量。

林氏[10]研究发现，没食子鞣质对变形链球菌产生水不溶性胞外多糖有明显的抑制作用。

2 茶多酚

茶多酚是从茶叶中分离提纯的多酚类化合物，具有抗菌、抗氧化、抑酶、结合蛋白等生物学作用，是目前研究较多的天然防龋物质。高氏[11]采用纸片法分别用茶多酚、厚朴酚、和厚朴酚、蜂胶对变形链球菌做抑菌试验，显示其都有很强的抑菌效应。齐氏等[12]采用细菌致龋法形成早期根面龋模型，经2 mg/mL茶多酚溶液、6.3 μg/mL厚朴酚溶液、20 mg/mL氟化钠溶液处理后再次放入新鲜变形链球菌菌液48 h，并用扫描电镜观察牙体标本。结果显示，形成早期根面龋的牙体组织表面黏附了大量细菌，而茶多酚处理組由于茶多酚有效地抑制了GTF活性，从而大量减少变形链球菌的黏附聚集，破坏细菌的细胞膜结构而抑制细菌的生长。

3 蜂房及蜂胶

左氏等[13]通过溶剂分段和层析技术对蜂房进行分离，采用液体稀释法研究蜂房对口腔长居细菌的抑菌作用，结果蜂房对几种口腔长居细菌均有较强的抑制作用。李氏等[14]观察了国产水溶性蜂胶对致龋菌混合菌斑生物膜形态及其产酸的影响，发现蜂胶在一定浓度范围内对生物膜表面的细菌繁殖及基质的分泌均有抑制作用，表明国产水溶性蜂胶能影响致龋菌混合菌斑生物膜的形态和产酸。

4 大黄

大黄中的鞣质可抑制口腔中变形链球菌、黏性放线菌、唾液链球菌等多种细菌的生长，可降低牙菌斑的聚集。李氏等[15]采用变形链球菌诱导法形成人工根面龋模型，通过扫描电镜观察，发现大黄能有效抑制变形链球菌的生长，抑制早期根面龋的发展。

5 厚朴

厚朴具有广谱的抗菌活性，厚朴酚与和厚朴酚是厚朴基本的活性成分。厚朴酚与和厚朴酚都能降低菌斑生物膜表面的溶解性。黄氏[16]研究了厚朴活性成分的抗龋机制，发现厚朴有效成分对实验牙菌斑对主要致龋菌的生长、黏附、GTF等均有较强的抑制作用。冯氏等[17]利用MBECTM-Device研究厚朴酚与和厚朴酚对变形链球菌、血链球菌、黏性放线菌、内氏放线菌、乳酸杆菌5种主要致龋菌生长和代谢的影响，发现厚朴酚与和厚朴酚对5种口腔浮游细菌及生物膜细菌均有良好的抑制作用。表明厚朴活性成分可抑制致龋菌生长，减少菌斑生物膜中致病菌的数量。殷氏等[18]通过建立黏附实验模型，研究了厚朴提取物（MOCE）及其主要成分厚朴酚与和厚朴酚对致龋菌的黏附抑制作用及其对已形成黏附的脱附作用。结果显示，成分组成为35%厚朴酚和65%和厚朴酚的MOCE在低于最小殷俊浓度（MIC）浓度水平对变形链球菌和黏性放线菌具有显著黏附抑制作用和对既形成黏附的脱附作用，双效对抗菌斑形成。

6 其他

陈氏等[19]研究表明，白及水煎剂主要通过抑制变形链球菌的产酸和黏附抑制变形链球菌。樊氏等[20]以五倍子为对照物，发现黄连、厚朴、乌梅、黄芩、丁香对变形链球菌均有一定的抑制作用，且以黄连作用最强。邵氏等[21]研究表明，一定浓度的赤芍粗提物对变形链球菌的生长、产酸、黏附及合成胞外多糖均有抑制作用。

7 小结

由于生物膜的存在，口腔细菌具有比浮游菌更强的生长、发育和抗外力（抗酸、抗药等）干扰的能力。目前药物研制开发大多以浮游细菌为研究对象，但无实质性进展。笔者认为，今后需要寻找有效抗细菌生物膜的中草药药物浓度及活性成分，从本质上阐明药物对细菌生物膜的作用机制，研究开发抗生物膜作用的有效药物浓度及成分。虽然目前众多学者对细菌生物膜进行了研究，但由于其机制复杂，尚处在探索阶段，需要更进一步的深入研究。

参考文献：

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