刁春華 ,孔俊豪 *,左小博 ,蘇小琴 ,涂云飛 ,翁淑 ,楊秀芳 *
(1.中華全國供銷合作總社杭州茶葉研究院,浙江杭州 310016; 2.浙江省茶資源跨界應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江杭州 310016;3.海西茶葉深加工研究所,福建漳州 363007; 4.大閩食品(漳州)有限公司,福建漳州 363007)
茶葉(Camellia sinensis L.)是一類具有功能特性的天然飲料而風(fēng)靡全球。飲茶有利于健康,延緩衰老、調(diào)節(jié)代謝、增強(qiáng)免疫。 越來越多的實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)其提取物或有效成分具有多種潛在的藥用價(jià)值[1],茶葉功能與營養(yǎng)健康研究方向的科學(xué)研究成為后疫情時(shí)代的學(xué)科熱點(diǎn)[2-3]。 茶葉富含多種活性成分(茶多酚、茶色素、茶皂素、咖啡堿、茶氨酸等)。 流行病學(xué)和臨床研究愈發(fā)深入地發(fā)現(xiàn),其提取物中尤以酚類組分及其衍生物 (茶多酚、 兒茶素、茶黃素、沒食子酸酯等)對人體健康的作用最為廣泛,包括延緩衰老、調(diào)節(jié)代謝(糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)代謝)、減肥、調(diào)節(jié)腸道菌群、調(diào)節(jié)免疫、抗抑郁、抗炎癥、抗病毒抑菌、強(qiáng)壯骨骼等[4]。兒茶素類是茶多酚(Tea polyphenols,TPs)的主要成分,而茶黃素(Theaflavins,TFs)、茶紅素(Thearubigins,TRs)、茶褐素(Theabrownins,TBs)等是在茶鮮葉的發(fā)酵加工過程中形成的多酚類衍生物[5-6]。
口腔是人體中僅次于腸道的第二大微生態(tài)系統(tǒng),存在著750 多種的微生物,包括細(xì)菌、真菌和病毒。棲息于口腔中不同部位的益生菌、條件致病菌和致病菌通過共棲、競爭和拮抗,在種群數(shù)量及功能上保持著動(dòng)態(tài)平衡, 有利于抵御外來病菌的刺激和侵入, 從而保護(hù)機(jī)體健康。 一旦平衡被打破,可能使口腔致病菌過度滋生,進(jìn)而誘發(fā)微生態(tài)失衡[7]??谇晃⑸锟赡苎刂喇愇欢ㄖ策M(jìn)入胃腸道,像炎癥性腸病、結(jié)直腸癌等患者腸道中富集的細(xì)菌以及引起胃部病變的幽門螺桿菌很多來自口腔, 因此口腔微生物群可能成為改善人類健康的新靶標(biāo)[8]。
飲茶作為一種廣為普及的生活方式, 茶葉活性物質(zhì)對重要消化系統(tǒng)(如口腔)健康的作用研究吸引了廣泛的關(guān)注[9-10]。 文章梳理了茶葉酚類組分在體外、 體內(nèi)、 動(dòng)物以及人體臨床方面的最新研究, 這些研究成果從不同角度闡明了茶和茶葉酚類組分對口腔/牙齒疾病相關(guān)病原體的影響及其在口腔疾病預(yù)防中具有的重要價(jià)值。
變異鏈球菌(S.mutans)是公認(rèn)的口腔致齲菌,其致病性在于特有的成膜能力、產(chǎn)酸、耐酸性及對膳食碳水化合物的高親和力[11]。 BARROSO 等[12]研究表明茶葉水提液對S.mutans 的最低抑菌濃度(MIC)和最低殺菌濃度(MBC)均為 12.5 mg/mL。在所有茶葉酚類成分中,EGCG 對S.mutans 的抑制活性研究較多,其對S.mutans 的MIC 閾值范圍在 31.25 μg/mL~6.25 mg/L[13-14]。菌斑是常見口腔疾?。ㄈ琮x齒和牙周炎)發(fā)生的始動(dòng)因子,亞抑制濃度的多酚類成分有助于減少或阻抑菌斑的正常形成。 濃度 15.6 μg/mL 的 EGCG 即可使 S.mutans 生物膜的形成量降低至 10%[15]。 400 μg/mL 和 2 mg/mL 的EGCG 對S.mutans 葡聚糖蔗糖酶和生物膜的抑制能力分別達(dá)91%和86%[16]。 此外,TFs 的單體組分TF3 能夠同步抑制S.mutans 的生物膜形成量、降低其產(chǎn)酸和耐酸性[17]。
牙卟啉單胞菌(P.gingivalis)是引起慢性牙周疾病的一種標(biāo)志性病原體, 嚴(yán)重者可致牙槽骨或牙齒脫落。 HIGUCHI 等[18]發(fā)現(xiàn),濃度 2.5 mg/mL EGCG 可顯著抑制P.gingivalis 的生長。 FOURNIERLARENTE 等[19]進(jìn)一步研究了EGCG 對不同類別的P.gingivalis 菌株的 MIC 值為 0.125~0.5 mg/mL。KONG 等[20]研究發(fā)現(xiàn) TFs 對 P.gingivalis 浮游菌生長和生物膜形成的抑制作用呈現(xiàn)劑量依賴關(guān)系,對前者的 MIC、MBC 依次為 125 mg/mL 和 500 mg/mL, 對 生 物 被 膜 的 MBIC50、MBIC90分 別 為31.25 mg/mL 和 62.5 mg/mL。 ASAHI 等[21]發(fā)現(xiàn)EGCG 對P.gingivalis 生物膜具有清除和抑制再生的雙重作用。 綠茶兒茶素或EGCG 與甲硝唑聯(lián)用對P.gingivalis 的抑制存在協(xié)同作用[19],在臨床降低抗生素用量方面具有潛在價(jià)值。
具核梭桿菌 (F. nucleatum)、 中間普氏菌(P.intermedia)、P.gingivalis 在致病性齦下菌斑形成過程中起關(guān)鍵作用,可能引發(fā)破壞性牙周炎。體外實(shí)驗(yàn)表明,2.5 mg/mL 的 EGCG 對 F. nucleatum 和 P.intermedia 均可產(chǎn)生明顯的抑制作用[18],另有研究表明,EGCG 載體凝膠對 F.nucleatum、P.gingivalis、P.intermedia 的 MIC 均為 1.25 mg/mL[22]。
白色念珠菌(C.albicans)是口腔內(nèi)常駐真菌之一,當(dāng)微生態(tài)被破壞失衡時(shí),其可引起口腔局部炎癥、腫脹疼痛、潰瘍和紅斑以及味覺異常和口腔黏膜損害等。 許穎等[23]研究發(fā)現(xiàn) TPs 對 C.albicans 生物膜的抑制率與給藥濃度呈正相關(guān), 當(dāng)實(shí)驗(yàn)濃度為92 mg/mL 時(shí), 抑制率可達(dá) 93.8%。 SITHEEQUE等[24]通過瓊脂擴(kuò)散生長試驗(yàn)研究茶黃素抑制C.albicans 生長的作用, 其最小抑菌濃度MIC 值為6.25 mg/mL。
發(fā)生在牙齒和牙周支持組織的炎癥性、 破壞性口腔疾病,如齲齒、牙齦炎、口腔潰瘍、口臭等,已經(jīng)成為嚴(yán)重危害人類口腔健康的常見感染性疾病。
齲齒是一種慢性感染性疾病, 臨床多表現(xiàn)為牙釉質(zhì)脫礦。 尤其兒童乳牙齲病與口腔乳酸桿菌(Lactobacillus)和 S.mutans 密切相關(guān),前者是高耐酸細(xì)菌,能高效代謝糖類產(chǎn)酸促使牙體組織脫礦,同S.mutans 一樣在齲病的發(fā)病中起到至關(guān)重要的作用[25-26]。 臨床研究表明,EGCG 溶液沖洗能夠有效降低兒童口腔中S.mutans 和Lactobacillus 的豐度水平,用含茶葉成分的漱口水菌斑治療劑,有益于保持兒童牙齒和口腔健康[27-28]。ARAGHIZADEH等[29]研究表明不同濃度的綠茶提取液對齲齒和牙周疾病均有治療效果。4 g/L TPs 溶液即具有20 g/L 氟化鈉溶液相仿的抑齲效果, 且不會(huì)產(chǎn)生耐藥性等諸多問題[30]。
牙齦炎癥指發(fā)生于牙齦組織的急慢性炎癥。使用含綠茶成分的牙膏可以有效減少牙齦炎癥并改善牙周參數(shù), 可以作為非手術(shù)牙周治療的有益輔助手段[31]。 紅茶中的TFs 也具有顯著減輕大鼠實(shí)驗(yàn)性牙周炎的作用[32]。 范芹等[33]考察了茶多酚、甲硝唑?qū)χ委熉匝乐苎椎男Ч?,表明采?.4%的TPs 溶液輔助治療可有效減輕牙齦出血及減少齦溝液量。 為期21 d 的慢性牙周炎的治療結(jié)果表明, 患者使用兒茶素作為洗牙和根面平整術(shù)的輔助劑的情況下, 臨床指標(biāo)和微生物學(xué)指標(biāo)都有明顯改善[34]。
氧化應(yīng)激水平升高也是誘發(fā)牙周炎的重要因素,腫瘤壞死因子(Tumor necrosis factor,TNF)、白介素 (Interleukin,IL)、 基質(zhì)金屬蛋白酶(Matrix metalloproteinase,MMP)等促炎性細(xì)胞因子在激活內(nèi)源性炎癥級聯(lián)反應(yīng)觸發(fā)的牙周炎發(fā)病過程中起關(guān)鍵作用[35]。 TPs 和TFs 具有優(yōu)異的抗氧化性能,通過抑制并清除自由基, 發(fā)揮抗炎作用并減輕牙齦上皮屏障功能障礙[36]。 HOSOKAWA 等[37]發(fā)現(xiàn)TFs 具有調(diào)節(jié)牙周組織炎癥免疫細(xì)胞因子表達(dá)的能力,50 μg/mL 的 TFs 可使 P.gingivalis IL-8 分泌量降低 79%[38],EGCG 與內(nèi)源性抗菌多肽 LL-37協(xié)同作用也有減少IL-6、IL-8 分泌的效果[39]。綠茶提取物抑制多種基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP-3、-8 和-9)分泌水平和活性,對齦溝液(Gingival crevicular fluid,GCF)和血漿總抗氧化能力(Total antioxidant capacity,TAS)具有增益作用[40-41]。
口腔潰瘍是一種多發(fā)于口腔黏膜部位的常見疾病,發(fā)病率高,發(fā)病原因復(fù)雜,目前多認(rèn)為與口腔菌群紊亂、免疫功能異常等因素相關(guān)。杜俊蘭等[42]以TPs 制作含漱液用于臨床口腔潰瘍的治療,收效良好; 同類研究表明TFs 類組分茶黃素雙沒食子酸酯(TFDG)對宿主細(xì)胞的促增殖作用最強(qiáng),其通過抑制口腔黏膜細(xì)胞的氧化應(yīng)激反應(yīng), 具有緩解或防治潰瘍類疾病的效果[43]。
口臭是口腔中的厭氧菌(如P.gingivalis)以及幽門螺旋桿菌(Helicobacter pylori, H. pylori)等細(xì)菌引起的疾病,口腔揮發(fā)性硫化物(主要包括硫化氫、甲基硫醇及二甲硫醇)是引起口臭的主要?dú)馕对础?龔雨順等[44]研究表明TFs 有直接清除甲硫醇的作用,在堿性條件下1 mg TFs(含量40%)對甲硫醇的最大清除量為0.232 mg。 一項(xiàng)雙盲和安慰劑對照的臨床試驗(yàn)表明, 綠茶漱口水可以顯著降低牙齦炎受試者在漱口4 周后的揮發(fā)性硫化合物水平[45]。
目前的研究證實(shí), 茶葉酚類成分可拮抗某些致病過程的關(guān)鍵步驟或?qū)σ恍┛谇恢虏∥⑸锞哂忻黠@的抑制作用,減少病原菌的生長,降低細(xì)菌對牙齒表面的粘附, 并提高牙釉質(zhì)表面的侵蝕保護(hù)性能。 茶葉酚類成分對口腔微生物的抑菌機(jī)制大致歸為以下幾類。
一是直接損壞細(xì)胞膜, 增加其通透性并導(dǎo)致細(xì)胞裂解。酚羥基一般帶負(fù)電,與帶正電的革蘭氏陽性菌的肽聚糖層易于直接結(jié)合。SITHEEQUE 等[24]研究發(fā)現(xiàn)TFs 能造成C. albicans 細(xì)胞壁崩解破壞、內(nèi)容物的外溢,從而抑制其致病作用;CUI 等[46]指出EGCG 能使細(xì)胞壁聚集及損傷導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)含物滲漏。
二是破壞病原菌的毒力因子。 通常亞抑制濃度情況下, 多酚不影響細(xì)菌生長但作為環(huán)境壓力因素,可抑制其毒力因子(如粘附性、生物膜、葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶等)[47]。 黏附性是口腔病原菌的重要功能,也是菌斑形成的前提條件。有研究表明茶多酚能抑制S.mutans 活動(dòng)導(dǎo)致的水不溶性葡聚糖的形成, 從而阻止致齲菌在牙面上的粘附和聚集[48-49];WANG 等[17]的研究中發(fā)現(xiàn) TF3 抑制了S. mutans 生物膜的形成,降低了耐酸水平。
三是干擾病原菌蛋白質(zhì)的合成與表達(dá)。有研究者認(rèn)為茶多酚組分中酚羥基、苯環(huán)等結(jié)構(gòu)可與細(xì)菌蛋白質(zhì)以氫鍵或者疏水性結(jié)合,影響蛋白質(zhì)的生理功能,進(jìn)而抑制細(xì)菌的代謝活性[50];吳枝武等[51]指出TPs 可以通過促進(jìn)FGF1 的分泌使得活化的蛋白標(biāo)志物α-SMA 表達(dá)增高。 茶葉酚類成分(紅茶提取物、綠茶提取物、EGCG、TFs)抑制F. nucleatum 胞內(nèi)代謝活動(dòng)的作用, 包括減少促炎性分泌物介體、MMP 和 sTREM-1 的分泌/脫
落[52-53]。
四是干預(yù)病原菌致病因子的基因表達(dá)和代謝調(diào)控。 從基因水平上減弱了病原菌毒力因子生物量, 從而影響了其致病性。 研究發(fā)現(xiàn), 兒茶素和TFs 能夠通過抑制編碼致齲菌菌斑形成的gtf 基因來影響口腔微生態(tài)的平衡[14],此外,與致齲微生物細(xì)胞外多糖合成、 碳水化合物代謝和雙組分轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)有關(guān)的基因也受到了抑制[54]。許穎等[23]指出茶多酚可抑制白色念珠菌致病因子CDR1、CDR2的表達(dá);TFs 抑制P.gingivalis 編碼主要毒力因子的相關(guān)基因表達(dá)呈劑量依賴關(guān)系[20]。 綠茶提取物和EGCG 抑制P.gingivalis 編碼主要毒力因子相關(guān)基因可能與群體感應(yīng)抑制有關(guān)[19]。 MORIN 等[55]指出EGCG 可抑制S. moorei 產(chǎn)生揮發(fā)性硫化物的關(guān)鍵酶β-半乳糖苷酶的基因表達(dá)。
茶是世界上最受歡迎的飲料之一, 與其他預(yù)防或治療口腔疾病的方法相比, 科學(xué)飲茶和以茶為基礎(chǔ)的產(chǎn)品具有巨大的天然優(yōu)勢。迄今為止,許多研究報(bào)道茶葉酚類成分通過抑制口腔病原微生物的關(guān)鍵致病過程, 對其引起的口腔疾病 (如齲齒、牙周病和口臭等)的作用也得到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛研究和普遍關(guān)注[56]。
值得注意的是, 茶葉酚類成分的抗菌活性可能是由于多種作用機(jī)制同時(shí)存在的,多數(shù)情況下,很難評估每種機(jī)制對整體抗菌活性的相對貢獻(xiàn)度,隨著蛋白質(zhì)組和轉(zhuǎn)錄組分析技術(shù)的應(yīng)用,抑菌機(jī)制的研究可能會(huì)有更多新的發(fā)現(xiàn)。 更為重要的是, 目前多數(shù)對上述口腔病原菌調(diào)控機(jī)制都采取了簡化的方法,忽略了在高度復(fù)雜、協(xié)調(diào)依賴的微生物群落環(huán)境下對疾病所起的調(diào)控作用。 口腔疾病的發(fā)生源于菌群的生態(tài)失調(diào),所謂的“病原菌”在口腔疾病發(fā)生過程中起到了先導(dǎo)作用, 但在健康條件下,它們通常是菌斑、唾液中的次要和無害成分[57]。 因此,從微生態(tài)系統(tǒng)角度,科學(xué)飲(用)茶對于口腔健康的最終目標(biāo)在于通過干預(yù)重新建立菌群間的共生平衡。 流行病學(xué)調(diào)查和人群實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 飲茶或使用含茶牙膏刷牙可以顯著增加與健康相關(guān)的微生物豐度, 有利于保持口腔微生物組的自然多樣性[58-59]。這些無疑為飲茶有利于口腔健康提供了新的視角。當(dāng)然這方面的探索剛剛開始,還需要在基于動(dòng)物和臨床試驗(yàn)方面進(jìn)行深入研究。 隨著人們對日??谇槐=〉娜找嬷匾暫涂谇恢委煟蛟S僅僅通過飲茶想要防治口腔疾病并不容易實(shí)現(xiàn),不過基于茶葉中酚類成分的增效配伍研究和生物利用度的提高,開發(fā)天然的口腔保健產(chǎn)品、口腔疾病的治療劑,仍然具有廣泛的應(yīng)用前景。