瑞香素抗幽門螺桿菌作用的研究進展

背景：日益嚴峻的耐藥困境與新型藥物的迫切需求

幽門螺桿菌定植于人類胃黏膜，全球約半數人口感染。1994年世界衛生組織將其列為Ⅰ類致癌物，感染者胃癌風險為正常人的2~6倍，全球每年約78萬例癌癥與之相關。

然而，抗生素耐藥正使根除治療面臨嚴峻挑戰。我國克拉霉素、甲硝唑和左氧氟沙星總體耐藥率分別達30.72%、70.14%和32.98%；根除治療后耐藥率進一步飆升，克拉霉素繼發耐藥可達75%，甲硝唑近89%。2017年，世界衛生組織將克拉霉素耐藥幽門螺桿菌列為高度優先應對的耐藥菌。

面對這一嚴峻形勢，世界衛生組織在2017年將克拉霉素耐藥的幽門螺桿菌列為高度優先應對的耐藥菌之一。尋找結構新穎、機制獨特、不易產生耐藥的新型抗幽門螺桿菌藥物，已成為全球共識。中國醫學科學院北京協和醫學院醫藥生物技術研究所尤雪夫團隊2019—2025年開展系列遞進研究，從“活性驗證→全局靶點解析→精細機制溯源”逐步深入探討瑞香素抗幽門螺桿菌的作用。

瑞香素帶來希望

2019年：首次報道瑞香素抗幽門螺桿菌活性，提出“DNA損傷+膜改變+黏附抑制”的初步模型。

2021年：蛋白質組學證實多靶點作用，揭示約1/3外膜蛋白被抑制。

2024年：精確解析RecA-BabA通路的分子細節，驗證了“DNA雙鏈斷裂→RecA↑→RecA結合babA啟動子→babA→babB轉換→BabA↓→黏附↓”的完整機制。

殺菌機制：多靶點協同作用

1.形態學破壞與膜結構改變

掃描電鏡和透射電鏡觀察顯示，經亞抑菌濃度瑞香素處理3天后，幽門螺桿菌從典型的螺旋狀轉變為球形體，細胞表面出現廣泛的出芽結構和損傷。透射電鏡進一步揭示，細菌體積縮小（相對直徑比對照組∶瑞香素組=1.00∶0.77），外膜粗糙，細胞質呈顆粒狀，約40%的細菌胞內出現大量囊泡或內膜“孔洞”，對照組未見此類改變。使用Annexin V檢測磷脂酰絲氨酸（PS）外翻發現，對照組僅5.93%的細菌呈陽性，而瑞香素處理后陽性率驟升至56.99%（P＜0.001）。這表明瑞香素顯著改變了幽門螺桿菌外膜的脂質不對稱性，但膜去極化和蛋白泄漏與對照組無顯著差異——提示瑞香素主要改變外膜結構而非全面破壞膜通透性。

2.DNA損傷與SOS響應

TUNEL染色顯示，對照組DNA損傷陽性率僅8.11%，瑞香素處理組高達68.02%。2024年的研究進一步證實，瑞香素可誘導DNA雙鏈斷裂——這是最危險的DNA損傷類型。彗星實驗和瓊脂糖凝膠電泳均證實，瑞香素呈濃度和時間依賴性地損傷DNA。與此同時，recA基因轉錄水平顯著升高，RecA蛋白產量從66.9±6.1L至133.1±6.1L（P＜0.001）。RecA是細菌SOS反應的核心蛋白，其上調是對DNA損傷的直接響應。

3.蛋白質組學揭示多靶點全景

2021年，Lu等人采用無標記定量蛋白質組學技術，系統分析了瑞香素處理前后幽門螺桿菌的蛋白質表達變化。在三個生物學重復中，共鑒定出1282種蛋白質，覆蓋幽門螺桿菌蛋白質組的約78%。以變化倍數＞1.5倍且校正P＜0.05為標準，確定152種蛋白質表達發生顯著變化，其中55種下調、97種上調。

功能分類顯示，膜結構相關蛋白在差異表達蛋白中占比最大——約1/3下調、2/3上調，驗證了膜結構改變的發現。KEGG通路分析表明，瑞香素影響了代謝途徑、次生代謝物生物合成、碳代謝、氨基酸生物合成、幽門螺桿菌感染中的上皮細胞信號傳導以及氧化磷酸化等多個通路。特別值得關注的是，多個定植與毒力相關蛋白被顯著下調，包括HpaA（神經氨酸乳糖結合血凝素）、VacA（空泡毒素A）、CagF和Cag1（IV型分泌系統組分）、OipA（外膜蛋白）、BabA（血型抗原結合黏附素）以及FecA（鐵離子轉運蛋白）。同時，核酸與蛋白質合成相關酶（RpoBC、GyrA、EF-Tu、AdSS）也呈下調趨勢。這些結果從蛋白質組層面證實，瑞香素通過多靶點發揮抗菌作用——既能直接損傷細菌DNA和膜結構，又能抑制其定植和毒力相關的蛋白質表達。

抗定植機制：從現象到分子通路的精確解析

幽門螺桿菌在胃內的成功定植依賴于其外膜蛋白與胃上皮細胞表面受體的結合，其中BabA-Lewis b結合是最主要的黏附模式。2019年的研究已發現瑞香素可抑制幽門螺桿菌對GES-1人胃上皮細胞的黏附。2024年，Wang等人進一步精確解析了這一現象的分子機制。

研究團隊發現，瑞香素呈時間和劑量依賴性地抑制幽門螺桿菌對GES-1細胞的黏附。在分子層面，瑞香素顯著上調recA轉錄，同時下調多個定植相關基因（sabA、babA、hopQ、hopZ、oipA、homB）的表達。其中，babA的轉錄受到顯著抑制，BabA蛋白水平也相應下降。

關鍵突破在于RecA與babA啟動子直接結合的發現。通過凝膠遷移實驗（EMSA），研究團隊證明純化的RecA蛋白能直接結合babA啟動子，特異性結合區域為1018-1597 bp，結合強度隨RecA濃度增加而增強。這一結合導致babA向同源基因babB的轉換頻率增加——babB雖與babA同源，但因提前終止密碼子而不參與黏附。因此，babA/babB比例下降直接導致功能性BabA蛋白減少，進而削弱BabA與Lewis b抗原的結合能力（ELISA證實）。

此外，分子對接和等溫滴定量熱法（ITC）證實瑞香素能與RecA蛋白直接結合。至此，一條完整的分子通路得以闡明：

瑞香素 → 誘導DNA雙鏈斷裂 → RecA表達↑ → RecA結合babA啟動子（1018-1597 bp）→ 促進babA→babB基因轉換 → babA/babB比例↓ → BabA蛋白↓ → BabA-Lewis b結合↓ → 幽門螺桿菌對胃上皮細胞黏附↓

結論

瑞香素是一類不受現有幽門螺桿菌耐藥表型影響、多靶點作用、兼具殺菌+抗定植+降毒力三重效應的候選抗幽門螺桿菌藥物，核心特征：

1.抗菌活性不受傳統耐藥交叉影響：對20余株臨床分離株（包括耐甲硝唑、耐克拉霉素的多重耐藥株）MIC為12.5~100μg/mL，對甲硝唑耐藥率85%、克拉霉素耐藥率25%的臨床株仍有效，和現有抗生素無交叉耐藥，還可填補“抗定植”的空白——傳統抗生素只負責殺菌，殺完后若幽門螺桿菌仍可黏附定植易復發，瑞香素雙管齊下，尤其適合根除失敗人群、青霉素過敏/不耐受強抗生素人群、幽門螺桿菌高暴露風險人群（比如家庭共居感染者）的預防/輔助治療。

2.作用非單一殺菌，而是多維度抑制幽門螺桿菌致?。?/strong>

（1）直接殺傷：誘導膜損傷、DNA損傷，殺滅菌體；

（2）降低毒力：下調VacA空泡毒素、Cag型分泌系統、HpaA黏附素等毒力因子表達，減少幽門螺桿菌對胃黏膜的損傷；

（3）抑制定植：下調黏附相關蛋白表達，減少幽門螺桿菌對胃上皮的黏附，哪怕未完全殺菌也能阻止幽門螺桿菌定植致病。

3.安全性基礎好：亞抑菌濃度（12.5μg/ml，即1/2 MIC）下對人胃上皮GES-1細胞無明顯細胞毒性。瑞香素已有臨床使用基礎，無需從頭做安全性評價，轉化門檻遠低于全新結構化合物。

參考文獻：

[1] Wang G，Pang J，Hu X，etal.Daphnetin：A Novel Anti-Helicobacter pylori Agent[J].Int J Mol Sci，2019，20（4）：850.

[2] Lu Y，Pang J，Wang G，etal.Quantitative proteomics approach to investigate the antibacterial response of Helicobacter pylori to daphnetin，a traditional Chinese medicine monomer[J].RSC Adv，2021，11（4）：2185-2193.

[3] Wang G，Wang M，Pang J，etal.Effect of daphnetin，the coumarin derivative isolated from Daphne genus，on Helicobacter pylori adhesion to gastric epithelial cells[J].Phytomedicine，2025，137：156357.