藤茶及其活性物質二氫楊梅素抗菌性能的研究進展

鄭梓爍 孫艷梅 林木雄 向華 陳婉淳 江時花

摘 要：藤茶是葡萄科蛇葡萄屬的嫩莖葉，長久以來被作泡茶使用、也作中草藥使用，因其豐富的黃酮類和多酚類化合物含量受到了廣泛的關注。而二氫楊梅素是藤茶中最主要的活性成分，也是目前藤茶單體成分中的研究重點與熱點，并被認為是藤茶具有抗菌消炎、清咽消腫、保肝護肝、抗腫瘤和抗病毒等功能的基礎。該文主要綜述了藤茶和二氫楊梅素的抗菌作用及作用機制研究進展，為其作為食品添加劑或抗菌藥物開發(fā)提供參考。

關鍵詞：藤茶;二氫楊梅素;抗菌;作用機制

中圖分類號 Q949.95? 文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）18-0027-05

Research Progress on Antibacterial Activity of Ampelopsis grossedentata and Dihydromyricetin

ZHENG Zishuo et al.

（Guangdong Vocational and Technical College of Light Industry， Guangzhou 510305， China）

Abstract： Vine tea （Ampelopsis grossedentata） has been used for tea making and traditional Chinese medicinal for a long time. It has attached attracted wide interest due to its rich content of flavonoids and polyphenols. Dihydromyricetin is the highest content of flavonoids in vine tea， and also is the key for multiple biological effects of vine tea such as antibacterial， antioxidant， lowering blood pressure， anti-tumor and anti-inflammatory. This review covers the recent progress in the study of vine tea and dihydromyricetin in antibacterial effect and mechanism.

Key words： Vine tea （Ampelopsis grossedentata）; Dihydromyricetin; Antibacterial; Mechanism

1 引言

藤茶（Ampelopsis grossedentata）又名莓茶，為一種藤蔓植物的莖葉所制的代用茶。該植物學名為葡萄科（Vitaceae）蛇葡萄屬（Ampelopsis Michx.）的顯齒蛇葡萄，廣泛生長于中國南方地區(qū)，特別是長江以南地區(qū)，其作為中草藥已有1500多年的歷史[1，2]。在中國，土家族和瑤族等少數(shù)民族一直將藤茶作為保健茶和中草藥[3]。據(jù)《中藥學》記載，藤茶具有多種功效，如清熱解毒、利尿、活血化瘀等[4]。此外，當?shù)厝艘灿锰俨柚委煱l(fā)熱、咳嗽、瘀傷、黃疸型肝炎和咽喉腫痛等多種疾病[5]。藤茶中主要的活性成分是黃酮類化合物，特別是二氫楊梅素（圖1）。眾所周知，黃酮類化合物具有多種特殊功能，如抗菌、抗病毒和抗氧化。最近的研究也表明，藤茶具有促進健康、抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗炎消炎、降低膽固醇、抗氧化、保肝、提高胰島素敏感性、治療高血壓和冠心病等功能[6-9]。

目前已有大量關于藤茶抗菌活性的研究，本文綜述了近5年國內外關于藤茶抗菌活性的研究，主要從藤茶提取物、主要活性成分二氫楊梅素（DMY）和二氫楊梅素納米材料的抑菌活性以及抗菌機制4個方面進行闡述。

2 藤茶提取物抗菌活性研究

藤茶提取物被報道具有良好的抗氧化、抑菌、抗病毒、抗炎、降血糖和降血脂等活性，其中關于藤茶的乙醇提取物報道最多，這是因為乙醇能較好提取其活性成分黃酮。藤茶的乙醇提取物對腐敗變質細菌有著較好的抑菌活性，研究結果表明，30mg/mL的藤茶乙醇提取物可以在儲藏16d內，完全抑制高溫煮熟魚肉中的細菌生長，主要是抑制菌株Bacillus methylotrophicus T-10、 Alcaligenes faecalis T-9[10]。這意味著藤茶醇提取物有望作為食品添加劑，延長魚肉食品儲藏時間以及提高其食用安全性。張琳等研究發(fā)現(xiàn)，藤茶乙醇提取物對金黃色葡萄球菌和痢疾桿菌有著較好的抑菌活性，最小抑菌濃度（MIC）分別是0.25、0.50mg/mL（表1）[11]。此外，該藤茶乙醇提取物與黃芩莖葉醇提取物聯(lián)合使用時，對這2種食源性致病菌的抑菌效果明顯增強，表現(xiàn)出良好的協(xié)同效果，意味著2類中草藥醇提取物聯(lián)合應用可有效預防食源性疾病。此外，經大孔樹脂分離純化后的藤茶乙醇提取物對口腔變性鏈球菌的抑菌活性顯著優(yōu)于乙醇粗提取物，藤茶粗提取物對口腔變性鏈球菌的MIC為6.25mg/mL，而經大孔樹脂提純后則為3.13mg/mL，表明藤茶提取物有望應用于口腔護理以預防齲齒[12]。并且藤茶提取物對日常生活中常見的真菌酵母菌、青霉菌、毛霉和黑曲霉的生長也有一定的抑制作用。鄧新武等研究發(fā)現(xiàn)，藤茶乙醇提取物對真菌生長的抑制作用明顯優(yōu)于水提取物，并且沸水提取物強于常溫滅菌水，常溫滅菌水提取物無抑菌作用[13]。其中，藤茶提取物對酵母菌表現(xiàn)出較好的抑制作用，其次是青霉和黑曲菌，對毛霉的抑制作用較弱。這項研究表明，藤茶提取物可以作為食物防腐劑開發(fā)利用。

3 二氫楊梅素抗菌活性研究

二氫楊梅素是一種重要的酚類化合物，也是藤茶中主要的生物活性成分，其具有多種生物學作用，如抗炎、抗氧化、抗菌抗病毒、抗血栓和免疫應激等。在藤茶中，活性成分二氫楊梅素的含量可達20%～28%[15]。廣東工業(yè)大學劉丹等研究發(fā)現(xiàn)，二氫楊梅素對常見的病原菌副溶血性弧菌在體外有較好的生長抑制作用，MIC為0.625mg/mL（表2）[15]。并且在10倍MIC濃度作用下，副溶血性弧菌完全失活，其細菌細胞壁通透性增強，細胞坍塌，細菌胞內離子外漏。二氫楊梅素也被發(fā)現(xiàn)對金黃色葡萄球菌、福氏志賀菌、銅綠假單胞菌、奇異變形桿菌、大腸桿菌、肺炎克雷伯菌、乙型副傷寒沙門菌和枯草芽孢桿菌都有良好的活性抑制作用[16]。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境中的pH值、溫度以及離子強度對二氫楊梅素的抑菌活性都有顯著影響。二氫楊梅素在中性和酸性條件下的抑菌活性明顯優(yōu)于堿性條件下，尤其是在pH > 9.0時，二氫楊梅素結構已遭到破壞;并且隨著溫度升高以及加熱時間的延長，其抗菌活性也逐漸降低;此外，隨著Na+、Ca2+和Cl-濃度的上升，二氫楊梅素的抗菌活性均有降低，其中對金黃色葡萄球菌的抑制活性影響最大，而對大腸桿菌則較小。熊偉等將二氫楊梅素與傳統(tǒng)抗菌藥苯甲酸鈉比較，探討對6種常見致病菌即金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、副傷寒沙門氏菌、綠膿桿菌、枯草芽孢桿菌和白色念珠菌的抑菌活性，結果表明，二氫楊梅素在較低濃度下（MIC≤1.25mg/mL）對以上菌株生長都有抑制作用，具有廣譜抗菌作用[17]。其中，二氫楊梅素對大腸桿菌、副傷寒沙門氏菌、白色念珠菌的抑菌和殺菌效果明顯強于抗菌藥苯甲酸鈉強，而對另外3種細菌枯草芽孢桿菌、綠膿桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌殺菌活性則與苯甲酸鈉不相上下。

2018年的一項研究表明，二氫楊梅素與抗菌藥物重要作用靶點肽脫甲?；赣休^高的分子對接分數(shù)，并且在體外對金黃色葡萄球菌也有較好的抑菌活性，有潛力作為治療金黃色葡萄球菌感染疾病的抗菌藥物[18]。二氫楊梅素也被發(fā)現(xiàn)可以通過抑制金黃色葡萄球菌生物膜形成、降低細菌生物膜代謝活性和導致生物膜破裂達到抑菌活性，抑菌實驗顯示，最低抑菌濃度為0.125mg/mL、最低殺菌濃度（MBC）為0.25mg/mL，表明二氫楊梅素在控制食品加工中的金黃色葡萄球菌污染有潛在應用[19]。對比二氫楊梅素及其結構類似黃酮類化合物表焙兒茶素、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）和楊梅黃酮（圖2）對金黃色葡萄球菌的抑菌活性發(fā)現(xiàn)，3位上的羥基（C-3-OH）、4位上的羰基（C=O）和2位與3位之間的雙鍵與否（C=C）對二氫楊梅素抑菌活性無影響[20]。

此外，從藤茶莖葉中分離純化的二氫楊梅素不易誘導金黃色葡萄球菌產生耐藥性，并與青霉素、氯霉素、慶大霉素和四環(huán)素在體外具有協(xié)同抑菌活性[21]。進一步的體內抗菌實驗顯示，二氫楊梅素不僅可以作為預防藥物提高小鼠自身免疫能力以抵抗外來細菌感染，還能明顯降低腹腔感染小鼠模型中炎癥因子水平以及細菌數(shù)量，增強機體免疫能力，提高小鼠對細菌的消殺能力，實現(xiàn)防御金黃色葡萄球菌感染。二氫楊梅素對革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌（MIC=0.625mg/mL）和枯草芽孢桿菌（MIC=1.25mg/mL）的抑菌活性要略弱于革蘭氏陰性菌大腸桿菌（MIC=0.3125mg/mL）、副傷寒沙門氏菌（MIC=0.625mg/mL）和銅綠假單胞菌（MIC=0.3125mg/mL）[22]。一般來說，革蘭氏陰性菌由于其細胞表面更為復雜對抗菌劑的敏感性要低于革蘭氏陽性菌[23]。但二氫楊梅素并非如此，這可能是因為革蘭氏陰性菌外膜結構中脂多糖分子帶來的親水性，使得高親水性的二氫楊梅素可以自由穿過細胞膜而不被阻止[24]。并且二氫楊梅素對這2種革蘭氏陰性菌的抑菌活性強于抗菌藥物鹽酸小檗堿。

4 二氫楊梅素納米材料抗菌活性研究

納米材料是目前抗菌治療的一種新興治療手段，具有生物相容性高、低毒性以及可作為載體復合搭載多種藥物等優(yōu)勢。A.J.F.Dalcin課題組于2016年將二氫楊梅素制成直徑大約為170nm的納米膠囊，探討其對銅綠假單胞菌的抑菌活性[26]。體外抑菌活性研究發(fā)現(xiàn)，相比較于游離的二氫楊梅素，納米膠囊結構更有利于發(fā)揮二氫楊梅素的抑菌活性，MIC為2.27mg/mL（表3）;在96h內，二氫楊梅素納米膠囊對細菌生物膜的抑制效果明顯優(yōu)于游離二氫楊梅素。

脂質體是一種典型的藥物載體，具有毒性和免疫原性低等優(yōu)點，可減緩藥物釋放、延長藥物作用時間、降低耐藥性，常被用來搭載各種藥物以提高治療效果[27]。為提高二氫楊梅素水溶性，以硬脂酸與卵磷脂為載體構建的二氫楊梅素固體脂質顆粒（SLP）對大腸桿菌和枯草芽孢桿菌的抑菌活性強于抗菌藥物青霉素鈉，但是對黑曲霉菌無抑制作用，對青霉菌抑制作用微弱[28]。而為提高二氫楊梅素水溶性、膜通透力和生物半衰期，以蛋黃卵磷脂為脂質體模板，經聚乙二醇（PEG-4000）修飾的平均粒徑為155nm、載藥率為42.93%、分散性好的多囊泡型二氫楊梅素脂質體（DMY-lips）對金黃色葡萄球菌不僅比單純DMY顯現(xiàn)出更好的抑菌活性，且具有更長的抑菌時間[29]。

銀因其眾所周知的抗菌抗癌、抗糖尿病和抗氧化特性等而被廣泛使用[30，31]。而二氫楊梅素（DMY）介導的DMY-AgNPs納米顆粒對從呼吸道感染患者中分離出的5種致病真菌煙曲霉、黑曲霉、福氏擬青霉、白色念珠菌和近平滑念珠菌的生長都展現(xiàn)出優(yōu)異的抑制作用[32]。這是首次報道DMY-AgNPs作為一種有效的抗真菌劑。與二氫楊梅素相比，DMY-AgNPs表現(xiàn)出更好的抗菌抗癌性能，在室溫下，其對大腸桿菌和沙門氏菌均有較好的抑菌活性，MIC可達10-6、10-4mg/mL[33]。丁麗君等為改善二氫楊梅素水溶性和穩(wěn)定性構建的DMY-Ag+納米乳液體系，對金黃色葡萄球菌的抑菌活性優(yōu)于單純的二氫楊梅素，可實現(xiàn)DMY與Ag+協(xié)同抑菌治療[34]。DMY-Ag+納米乳液體系主要通過破壞細菌細胞壁膜的完整性和通透性，使得胞內生物分子外流，并降低細菌細胞呼吸代謝循環(huán)中的脫氫酶活性，導致其物質和能量代謝循環(huán)受阻，從而實現(xiàn)抑菌或殺菌。

二氫楊梅素功能化多壁碳納米管復合材料（f-MWNTs-PEG-DMY，圖3）對副溶血性弧菌具有良好的抑菌性能，其抑菌效果在濃度小于0.5mg/mL時存在較強的濃度和時間依賴性[35]。進一步的研究表明，f-MWNTs-PEG-DMY復合材料可通過物理吸附在細菌表面，增大藥物與菌體表面相互作用，隨后DMY引起細菌死亡。并且復合材料有利于DMY進入細菌胞內，提高DMY抑菌活性。

采用超臨界抗溶劑法（SAS）制備的二氫楊梅素納米粒子（DMY NPs）改善了二氫楊梅素的溶解性，提高了其抗菌活性[36]。在本項研究中，DMY NPs對大腸桿菌、銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌的MIC分別為1、1、2mg/mL，而DMY的MIC則為2、2、4mg/mL。

5 藤茶抗菌機制研究

關于二氫楊梅素對金黃色葡萄球菌抑菌機制的研究表明，二氫楊梅素可破壞金黃色葡萄球菌的細胞膜，導致細菌核苷酸泄漏，膜完整性喪失，膜超極化明顯[25]。此外，DMY對金黃色葡萄球菌的抑菌活性可能通過其與膜脂質和膜蛋白的相互作用來實現(xiàn)的，DMY可顯著降低膜流動性、猝滅膜蛋白中苯丙氨酸殘基的熒光強度。并且DMY進入細菌胞內后，可以通過溝槽結合方式與DNA相互作用，進一步抑制細菌細胞功能，導致細菌死亡。大量的研究表明，藤茶中的活性成分二氫楊梅素可以破壞細菌的細胞壁和細胞膜，改變細胞膜的通透性，引起細菌胞內原生物質滲漏，并通過抑制三羧酸循環(huán)途徑抑制細菌呼吸代謝[10，37-39]。

二氫楊梅素還可以通過與脯氨酸脫氫酶疏水活性中心上的氨基酸殘基結合降低脯氨酸脫氫酶活性，引起副溶血性弧菌中的脯氨酸含量升高，擾亂脯氨酸正常代謝，從而引起副溶血性弧菌死亡[40]。

6 展望

藤茶及其提取物純天然、安全無毒副作用，其良好的抑菌性能可用作食品添加劑來預防各種食源性致病菌污染，并且還能起到防腐和抗氧化作用。雖然目前關于藤茶及的體內抑菌研究相對較少，并且體內外具體的作用機制尚不十分明確，但藤茶及其提取物的優(yōu)異廣譜抗菌活性、不易產生耐藥性等特點，仍是較為理想的抗菌藥物。也可將其與其他抗生素連用實現(xiàn)協(xié)同抗菌作用。藤茶及其提取物有潛力作為抗菌劑應用于臨床抗菌治療。

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（責編：張宏民）