天然藥物防齲作用的研究進展*

范秉鑫 綜述,吳 龍 審校

(1.新疆醫科大學口腔醫學院,新疆 烏魯木齊 830054;2.新疆醫科大學第一附屬醫院/新疆醫科大學附屬口腔醫院牙體牙髓病科,新疆 烏魯木齊 830054;3.新疆維吾爾自治區口腔醫學研究所,新疆 烏魯木齊 830011)

齲病是一種由生物膜介導、蔗糖驅動、多種致病因素共同參與,牙體硬組織脫礦與再礦化動態失衡的感染性疾病[1]。齲病在全球范圍內發病率高、分布范圍廣、治療率低、再治療率高[2],影響著各個年齡階段人群的口腔健康。預防是控制齲病的關鍵措施,而利用藥物進行防齲是預防齲病的重要方法之一。近年來,由于天然藥物來源豐富、療效顯著、不良反應小,在臨床應用上有顯著特色[3]。因此,天然藥物防齲作用受到國內外學者的廣泛關注,如五倍子、沒食子、紫地榆、茶葉、黃芩、檸檬、蜂膠、石榴等。從阻斷誘發齲病的病因出發,天然藥物在齲病防治方面具有顯著效果,主要體現在抑制致齲菌的生長與活性,抑制牙釉質脫礦并促進其再礦化。本文主要從天然藥物對致齲菌的作用和對牙釉質的作用兩方面闡述并總結天然藥物防齲作用研究進展。

1 對主要致齲菌的作用

1.1對致齲菌生長的抑制作用 齲病的發生和發展是由多種細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因子。多種天然藥物對主要致齲菌的生長表現出良好的抑制作用。崔霞等[4]整合了茶有效成分對致齲菌的抑制作用,并在此基礎上研究了茶多酚與茶黃素對變形鏈球菌、遠緣鏈球菌和黏性放線菌的抑制情況,結果顯示抑菌效果良好,在細菌對數生長期效果更為明顯。另有研究發現,茶樹油能有效抑制變形鏈球菌的生長,破壞其細胞膜完整性,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]。綠茶衍生的表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)也能夠顯著抑制變形鏈球菌的生長[6]。RAI等[7]研究證明甘草提取物對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]實驗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,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]從來自重慶、貴州、四川、云南的青花椒果皮中分別提取精油,發現其均有抑菌效果,且產自重慶的青花椒抑菌活性最強,可破壞細菌鏈狀結構、損傷細菌細胞膜。因此,產地的不同及提取方式的不同會影響天然藥物的抑菌功效。PRINCE等[11]研究發現,麥盧卡蜂蜜和蔓越莓提取物協同使用時會產生比預期疊加更強的抑菌效果,這提示復合藥物防齲的搭配還有待進一步研究。除此之外,蘇木、厚樸、黃連、大黃、蘆子、小檗提取物均被證實對口腔主要致齲菌具有抑制作用[12-15]。目前,國內外學者傾向于研究天然藥物提取物對主要致齲菌生長的抑制效果,研究已證明多種天然藥物抑菌的有效性,但抑菌機制還有待于進一步研究。目前,關于天然藥物單獨作用的研究較多,涉及聯合用藥防齲的研究較少,個人認為天然藥物與化學合成藥物聯用,或具有協同作用的天然藥物之間聯合防齲的效果及應用值得研究。

1.2對致齲菌產糖、產酸、黏附的影響 致齲菌產糖、產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的菌斑生物膜。天然藥物對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]發現,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糖、產酸、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。在研究藥物對變形鏈球菌葡萄糖基轉移酶活性的抑制作用中發現,不同實驗藥物抑制率為沒食子>沒食子聯合氟化鈉>氟化鈉,天然藥物效果顯著,能夠抑制葡萄糖基轉移酶活性,從而抑制變形鏈球菌的黏附[17]。有研究表明,綠茶提取物EGCG能通過與變形鏈球菌葡聚糖蔗糖酶的結合抑制其活性,體內實驗也充分證明其能抑制大鼠齲病的發生[18-19]。有研究表明天然藥物也能通過調節基因的表達影響細菌產生毒力因子。黃芩素分別通過使luxS、comDE、comA和comB基因表達下調,從而降低細菌毒力,使spaP基因表達下調,從而影響細菌黏附能力,也能夠抑制immA和immB的表達,從而減少細菌素的分泌[20]。柑橘精油也能降低變形鏈球菌毒力相關基因的表達,其中通過抑制gtf基因表達減少葡聚糖的產生,從而影響細菌黏附能力和生物膜形成能力[21]?，F階段研究表明,多種天然藥物可以通過抑制相關酶的活性,從而抑制細菌的產糖、產酸、黏附,進而起到防治齲病的作用,對臨床應用具有指導意義。與致齲菌毒力相關的基因是調控細菌代謝和活性的關鍵,因此關于天然藥物抑菌的具體機制值得從基因分子水平方面繼續深入研究。

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,進而起到防治齲病的作用。鄭沛等[22]通過實驗觀察茶黃素對變異鏈球菌生物膜的作用,發現其對已形成的生物膜具有很強的抑制及殺菌作用。茶中有效成分對口腔細菌生物膜也有很好的抑制作用。ZAYED等[23]研究發現綠茶的酒精提取物和水提取物對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]發現,柚皮苷對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生。關于天然藥物對生物膜具體作用的研究表明,五倍子能與釉質上的特殊位點結合,從而降低細菌生物膜的黏附性[28]。關春如[29]研究甜茶提取物甜茶苷對變異鏈球菌生物膜的影響,結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水平,從而抑制其生長和產生毒力因子,且生物膜厚度變薄,結構改變。金曉婷等[30]發現,葡萄籽原花青素能使變形鏈球菌生物膜活性降低,殺死生物膜內細菌,影響其后續發展。對于多微生物生物膜模型,金龜子和石榴提取物體現出良好的體外抗生物膜特性[31]?，F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單一生物膜的影響,對于混合菌種生物膜的研究較少。但口腔中存在700多種細菌,牙菌斑生物膜中的細菌種類眾多,其微生物組具有復雜性[32],微生物體進行著代謝與物種間交流,個體間牙菌斑生物膜結構也存在差異。因此,在體外生物膜模型中獲得的實驗結果不能完全適用于臨床實際應用。此外,關于天然藥物可否影響牙菌斑中各種細菌的相互作用,還有待于進一步研究證實。

2 對牙釉質的作用

牙齒脫礦與再礦化平衡打破,向脫礦方面傾斜,將引起齲病的發生[33]。有研究發現,天然藥物能夠抑制釉質脫礦、促進釉質再礦化,起到防治齲病的作用。有研究發現,用五倍子液處理乳牙,結果顯示其具有良好的抑制脫礦和促進牙釉質再礦化作用[34-35]。此外,五倍子可以與鈣離子發生絡合進入釉質微孔,促進再礦化[36]。李芳[37]通過動物實驗與齲齒Keyes計分發現,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]通過原位和離體實驗發現,鈣石藻既能抑制鈣、磷酸鹽從牙釉質中釋放,又可促進鈣、磷酸鹽在釉質表面的再沉淀,起到抑制釉質脫礦和促進釉質再礦化的作用。李茹芳等[40]研究得出,蘇木提取物可以修復人工脫礦釉質齲,經掃描電鏡觀察發現其能促進牙釉質再礦化,經硬度測試發現其可以提高釉質硬度。CHEN等[27]實驗證明黃芩苷可以顯著提高牙釉質抗酸能力,抑制牙齒脫礦,保護牙齒結構。目前,眾多研究均證實,天然藥物能使牙釉質礦化結構發生改變,促進礦物質再沉積,起到抑制牙釉質脫礦、促進再礦化的作用。但大部分研究是通過體外實驗進行證實,動物實驗及臨床試驗較少,在口腔環境內天然藥物對牙釉質的作用尚不明確,應用到臨床存在一定困難,未來還需要大量動物實驗和臨床研究來驗證其有效性。

3 結語與展望

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應用于齲病防治。目前,關于天然藥物對人體毒性的研究仍比較少,在臨床應用天然藥物防齲前應充分研究天然藥物的毒性和生物安全性,避免在長期使用過程中對人體造成不可逆的毒性損害。天然藥物已被證實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菌種類眾多,細菌之間彼此相互作用,目前研究更多的是天然藥物對單一生物膜的影響,關于天然藥物對混合生物膜作用的研究較少。且現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,天然藥物之間的協同作用及天然藥物防齲與其他防齲方式的聯合也需繼續探索。此外,關于天然藥物及其提取物在臨床的應用方法和劑量還有待于通過更多體外實驗與動物實驗進一步研究。