藤茶及其活性物质二氢杨梅素抗菌性能的研究进展

郑梓烁 孙艳梅 林木雄 向华 陈婉淳 江时花

摘 要：藤茶是葡萄科蛇葡萄属的嫩茎叶，长久以来被作泡茶使用、也作中草药使用，因其丰富的黄酮类和多酚类化合物含量受到了广泛的关注。而二氢杨梅素是藤茶中最主要的活性成分，也是目前藤茶单体成分中的研究重点与热点，并被认为是藤茶具有抗菌消炎、清咽消肿、保肝护肝、抗肿瘤和抗病毒等功能的基础。该文主要综述了藤茶和二氢杨梅素的抗菌作用及作用機制研究进展，为其作为食品添加剂或抗菌药物开发提供参考。

关键词：藤茶;二氢杨梅素;抗菌;作用机制

中图分类号 Q949.95  文献标识码 A文章编号 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，为一种藤蔓植物的茎叶所制的代用茶。该植物学名为葡萄科（Vitaceae）蛇葡萄属（Ampelopsis Michx.）的显齿蛇葡萄，广泛生长于中国南方地区，特别是长江以南地区，其作为中草药已有1500多年的历史[1，2]。在中国，土家族和瑶族等少数民族一直将藤茶作为保健茶和中草药[3]。据《中药学》记载，藤茶具有多种功效，如清热解毒、利尿、活血化瘀等[4]。此外，当地人也用藤茶治疗发热、咳嗽、瘀伤、黄疸型肝炎和咽喉肿痛等多种疾病[5]。藤茶中主要的活性成分是黄酮类化合物，特别是二氢杨梅素（图1）。众所周知，黄酮类化合物具有多种特殊功能，如抗菌、抗病毒和抗氧化。最近的研究也表明，藤茶具有促进健康、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗炎消炎、降低胆固醇、抗氧化、保肝、提高胰岛素敏感性、治疗高血压和冠心病等功能[6-9]。

目前已有大量关于藤茶抗菌活性的研究，本文综述了近5年国内外关于藤茶抗菌活性的研究，主要从藤茶提取物、主要活性成分二氢杨梅素（DMY）和二氢杨梅素纳米材料的抑菌活性以及抗菌机制4个方面进行阐述。

2 藤茶提取物抗菌活性研究

藤茶提取物被报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，其中关于藤茶的乙醇提取物报道最多，这是因为乙醇能较好提取其活性成分黄酮。藤茶的乙醇提取物对腐败变质细菌有着较好的抑菌活性，研究结果表明，30mg/mL的藤茶乙醇提取物可以在储藏16d内，完全抑制高温煮熟鱼肉中的细菌生长，主要是抑制菌株Bacillus methylotrophicus T-10、 Alcaligenes faecalis T-9[10]。这意味着藤茶醇提取物有望作为食品添加剂，延长鱼肉食品储藏时间以及提高其食用安全性。张琳等研究发现，藤茶乙醇提取物对金黄色葡萄球菌和痢疾杆菌有着较好的抑菌活性，最小抑菌浓度（MIC）分别是0.25、0.50mg/mL（表1）[11]。此外，该藤茶乙醇提取物与黄芩茎叶醇提取物联合使用时，对这2种食源性致病菌的抑菌效果明显增强，表现出良好的协同效果，意味着2类中草药醇提取物联合应用可有效预防食源性疾病。此外，经大孔树脂分离纯化后的藤茶乙醇提取物对口腔变性链球菌的抑菌活性显著优于乙醇粗提取物，藤茶粗提取物对口腔变性链球菌的MIC为6.25mg/mL，而经大孔树脂提纯后则为3.13mg/mL，表明藤茶提取物有望应用于口腔护理以预防龋齿[12]。并且藤茶提取物对日常生活中常见的真菌酵母菌、青霉菌、毛霉和黑曲霉的生长也有一定的抑制作用。邓新武等研究发现，藤茶乙醇提取物对真菌生长的抑制作用明显优于水提取物，并且沸水提取物强于常温灭菌水，常温灭菌水提取物无抑菌作用[13]。其中，藤茶提取物对酵母菌表现出较好的抑制作用，其次是青霉和黑曲菌，对毛霉的抑制作用较弱。这项研究表明，藤茶提取物可以作为食物防腐剂开发利用。

3 二氢杨梅素抗菌活性研究

二氢杨梅素是一种重要的酚类化合物，也是藤茶中主要的生物活性成分，其具有多种生物学作用，如抗炎、抗氧化、抗菌抗病毒、抗血栓和免疫应激等。在藤茶中，活性成分二氢杨梅素的含量可达20%～28%[15]。广东工业大学刘丹等研究发现，二氢杨梅素对常见的病原菌副溶血性弧菌在体外有较好的生长抑制作用，MIC为0.625mg/mL（表2）[15]。并且在10倍MIC浓度作用下，副溶血性弧菌完全失活，其细菌细胞壁通透性增强，细胞坍塌，细菌胞内离子外漏。二氢杨梅素也被发现对金黄色葡萄球菌、福氏志贺菌、铜绿假单胞菌、奇异变形杆菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、乙型副伤寒沙门菌和枯草芽孢杆菌都有良好的活性抑制作用[16]。进一步的研究发现，环境中的pH值、温度以及离子强度对二氢杨梅素的抑菌活性都有显著影响。二氢杨梅素在中性和酸性条件下的抑菌活性明显优于碱性条件下，尤其是在pH > 9.0时，二氢杨梅素结构已遭到破坏;并且随着温度升高以及加热时间的延长，其抗菌活性也逐渐降低;此外，随着Na+、Ca2+和Cl-浓度的上升，二氢杨梅素的抗菌活性均有降低，其中对金黄色葡萄球菌的抑制活性影响最大，而对大肠杆菌则较小。熊伟等将二氢杨梅素与传统抗菌药苯甲酸钠比较，探讨对6种常见致病菌即金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、副伤寒沙门氏菌、绿脓杆菌、枯草芽孢杆菌和白色念珠菌的抑菌活性，结果表明，二氢杨梅素在较低浓度下（MIC≤1.25mg/mL）对以上菌株生长都有抑制作用，具有广谱抗菌作用[17]。其中，二氢杨梅素对大肠杆菌、副伤寒沙门氏菌、白色念珠菌的抑菌和杀菌效果明显强于抗菌药苯甲酸钠强，而对另外3种细菌枯草芽孢杆菌、绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌杀菌活性则与苯甲酸钠不相上下。

2018年的一项研究表明，二氢杨梅素与抗菌药物重要作用靶点肽脱甲酰基酶有较高的分子对接分数，并且在体外对金黄色葡萄球菌也有较好的抑菌活性，有潜力作为治疗金黄色葡萄球菌感染疾病的抗菌药物[18]。二氢杨梅素也被发现可以通过抑制金黄色葡萄球菌生物膜形成、降低细菌生物膜代谢活性和导致生物膜破裂达到抑菌活性，抑菌实验显示，最低抑菌浓度为0.125mg/mL、最低杀菌浓度（MBC）为0.25mg/mL，表明二氢杨梅素在控制食品加工中的金黄色葡萄球菌污染有潜在应用[19]。对比二氢杨梅素及其结构类似黄酮类化合物表焙儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）和杨梅黄酮（图2）对金黄色葡萄球菌的抑菌活性发现，3位上的羟基（C-3-OH）、4位上的羰基（C=O）和2位与3位之间的双键与否（C=C）对二氢杨梅素抑菌活性无影响[20]。

此外，从藤茶茎叶中分离纯化的二氢杨梅素不易诱导金黄色葡萄球菌产生耐药性，并与青霉素、氯霉素、庆大霉素和四环素在体外具有协同抑菌活性[21]。进一步的体内抗菌实验显示，二氢杨梅素不仅可以作为预防药物提高小鼠自身免疫能力以抵抗外来细菌感染，还能明显降低腹腔感染小鼠模型中炎症因子水平以及细菌数量，增强机体免疫能力，提高小鼠对细菌的消杀能力，实现防御金黄色葡萄球菌感染。二氢杨梅素对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌（MIC=0.625mg/mL）和枯草芽孢杆菌（MIC=1.25mg/mL）的抑菌活性要略弱于革兰氏阴性菌大肠杆菌（MIC=0.3125mg/mL）、副伤寒沙门氏菌（MIC=0.625mg/mL）和铜绿假单胞菌（MIC=0.3125mg/mL）[22]。一般来说，革兰氏阴性菌由于其细胞表面更为复杂对抗菌剂的敏感性要低于革兰氏阳性菌[23]。但二氢杨梅素并非如此，这可能是因为革兰氏阴性菌外膜结构中脂多糖分子带来的亲水性，使得高亲水性的二氢杨梅素可以自由穿过细胞膜而不被阻止[24]。并且二氢杨梅素对这2种革兰氏阴性菌的抑菌活性强于抗菌药物盐酸小檗碱。

4 二氢杨梅素纳米材料抗菌活性研究

纳米材料是目前抗菌治疗的一种新兴治疗手段，具有生物相容性高、低毒性以及可作为载体复合搭载多种药物等优势。A.J.F.Dalcin课题组于2016年将二氢杨梅素制成直径大约为170nm的纳米胶囊，探讨其对铜绿假单胞菌的抑菌活性[26]。体外抑菌活性研究发现，相比较于游离的二氢杨梅素，纳米胶囊结构更有利于发挥二氢杨梅素的抑菌活性，MIC为2.27mg/mL（表3）;在96h内，二氢杨梅素纳米胶囊对细菌生物膜的抑制效果明显优于游离二氢杨梅素。

脂质体是一种典型的药物载体，具有毒性和免疫原性低等优点，可减缓药物释放、延长药物作用时间、降低耐药性，常被用来搭载各种药物以提高治疗效果[27]。为提高二氢杨梅素水溶性，以硬脂酸与卵磷脂为载体构建的二氢杨梅素固体脂质颗粒（SLP）对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的抑菌活性强于抗菌药物青霉素钠，但是对黑曲霉菌无抑制作用，对青霉菌抑制作用微弱[28]。而为提高二氢杨梅素水溶性、膜通透力和生物半衰期，以蛋黄卵磷脂为脂质体模板，经聚乙二醇（PEG-4000）修饰的平均粒径为155nm、载药率为42.93%、分散性好的多囊泡型二氢杨梅素脂质体（DMY-lips）对金黄色葡萄球菌不仅比单纯DMY显现出更好的抑菌活性，且具有更长的抑菌时间[29]。

银因其众所周知的抗菌抗癌、抗糖尿病和抗氧化特性等而被广泛使用[30，31]。而二氢杨梅素（DMY）介导的DMY-AgNPs纳米颗粒对从呼吸道感染患者中分离出的5种致病真菌烟曲霉、黑曲霉、福氏拟青霉、白色念珠菌和近平滑念珠菌的生长都展现出优异的抑制作用[32]。这是首次报道DMY-AgNPs作为一种有效的抗真菌剂。与二氢杨梅素相比，DMY-AgNPs表现出更好的抗菌抗癌性能，在室温下，其对大肠杆菌和沙门氏菌均有较好的抑菌活性，MIC可达10-6、10-4mg/mL[33]。丁丽君等为改善二氢杨梅素水溶性和稳定性构建的DMY-Ag+纳米乳液体系，对金黄色葡萄球菌的抑菌活性优于单纯的二氢杨梅素，可实现DMY与Ag+协同抑菌治疗[34]。DMY-Ag+纳米乳液体系主要通过破坏细菌细胞壁膜的完整性和通透性，使得胞内生物分子外流，并降低细菌细胞呼吸代谢循环中的脱氢酶活性，导致其物质和能量代谢循环受阻，从而实现抑菌或杀菌。

二氢杨梅素功能化多壁碳纳米管复合材料（f-MWNTs-PEG-DMY，图3）对副溶血性弧菌具有良好的抑菌性能，其抑菌效果在浓度小于0.5mg/mL时存在较强的浓度和时间依赖性[35]。进一步的研究表明，f-MWNTs-PEG-DMY复合材料可通过物理吸附在细菌表面，增大药物与菌体表面相互作用，随后DMY引起细菌死亡。并且复合材料有利于DMY进入细菌胞内，提高DMY抑菌活性。

采用超临界抗溶剂法（SAS）制备的二氢杨梅素纳米粒子（DMY NPs）改善了二氢杨梅素的溶解性，提高了其抗菌活性[36]。在本项研究中，DMY NPs对大肠杆菌、铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌的MIC分别为1、1、2mg/mL，而DMY的MIC则为2、2、4mg/mL。

5 藤茶抗菌机制研究

关于二氢杨梅素對金黄色葡萄球菌抑菌机制的研究表明，二氢杨梅素可破坏金黄色葡萄球菌的细胞膜，导致细菌核苷酸泄漏，膜完整性丧失，膜超极化明显[25]。此外，DMY对金黄色葡萄球菌的抑菌活性可能通过其与膜脂质和膜蛋白的相互作用来实现的，DMY可显著降低膜流动性、猝灭膜蛋白中苯丙氨酸残基的荧光强度。并且DMY进入细菌胞内后，可以通过沟槽结合方式与DNA相互作用，进一步抑制细菌细胞功能，导致细菌死亡。大量的研究表明，藤茶中的活性成分二氢杨梅素可以破坏细菌的细胞壁和细胞膜，改变细胞膜的通透性，引起细菌胞内原生物质渗漏，并通过抑制三羧酸循环途径抑制细菌呼吸代谢[10，37-39]。

二氢杨梅素还可以通过与脯氨酸脱氢酶疏水活性中心上的氨基酸残基结合降低脯氨酸脱氢酶活性，引起副溶血性弧菌中的脯氨酸含量升高，扰乱脯氨酸正常代谢，从而引起副溶血性弧菌死亡[40]。

6 展望

藤茶及其提取物纯天然、安全无毒副作用，其良好的抑菌性能可用作食品添加剂来预防各种食源性致病菌污染，并且还能起到防腐和抗氧化作用。虽然目前关于藤茶及的体内抑菌研究相对较少，并且体内外具体的作用机制尚不十分明确，但藤茶及其提取物的优异广谱抗菌活性、不易产生耐药性等特点，仍是较为理想的抗菌药物。也可将其与其他抗生素连用实现协同抗菌作用。藤茶及其提取物有潜力作为抗菌剂应用于临床抗菌治疗。

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（責编：张宏民）