林勇,黃建安,王坤波,陳美艷,劉仲華
國(guó)家植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,410128
過(guò)敏反應(yīng)自從被里柴特(Charles Robert Richet)第一次發(fā)現(xiàn)以來(lái)一直沒(méi)有國(guó)際公認(rèn)的定義,直到2005年“過(guò)敏反應(yīng)定義和管理第二次討論會(huì)”的召開(kāi)才賦予它明確的定義:“過(guò)敏反應(yīng)是一系列快速開(kāi)始并有可能導(dǎo)致死亡的變態(tài)性反應(yīng)”[1]。目前,醫(yī)學(xué)上過(guò)敏反應(yīng)是指已產(chǎn)生免疫的機(jī)體在再次接受相同抗原刺激時(shí)所發(fā)生的組織損傷或功能紊亂的反應(yīng),屬于異?;虿±硇缘拿庖叻磻?yīng)。反應(yīng)的特點(diǎn)是發(fā)作迅速、反應(yīng)強(qiáng)烈、消退較快,多在1~10 min后出現(xiàn),但也有在幾日后出現(xiàn)的;一般不會(huì)破壞組織細(xì)胞,也不會(huì)引起組織嚴(yán)重?fù)p傷,有明顯的遺傳傾向和個(gè)體差異[2]。臨床上的過(guò)敏反應(yīng)可根據(jù)發(fā)病類型分為速發(fā)型(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型)和遲發(fā)型(Ⅳ型)兩大類4 個(gè)分型。其中Ⅰ型過(guò)敏反應(yīng)一般被認(rèn)為是在抗體IgE 參與下,由特定抗原刺激所引起的。
在全球范圍內(nèi)特別是工業(yè)化國(guó)家,過(guò)敏性疾病患者的數(shù)量正在逐年增加[3]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,過(guò)敏性疾病患者的人數(shù)已經(jīng)超過(guò)世界總?cè)丝诘?/4[4]。世界變態(tài)反應(yīng)組織公布的30個(gè)國(guó)家過(guò)敏性疾病流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示:在這些國(guó)家的12億總?cè)丝谥?,約22%(約2.5 億人)患有IgE 介導(dǎo)的過(guò)敏性疾病,如過(guò)敏性鼻炎、哮喘、特應(yīng)性皮炎、過(guò)敏性結(jié)膜炎等[5]。近年來(lái),過(guò)敏性鼻炎在全球的發(fā)病率呈現(xiàn)連年增長(zhǎng)趨勢(shì),患者保守預(yù)計(jì)有5 億以上[6],占世界總?cè)丝诘?0%~20%[7]。據(jù)報(bào)道,美國(guó)有四五千萬(wàn)人有過(guò)敏問(wèn)題,其中3 950萬(wàn)人患有季節(jié)性過(guò)敏性鼻炎,已有170多種食物引起IgE介導(dǎo)的過(guò)敏[8]。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì),全球約有1.5億哮喘患者,并呈逐年上升趨勢(shì),其中50%的成人及至少80%的兒童均由過(guò)敏因素如花粉引發(fā)[9]。隨著環(huán)境的變化,我國(guó)的過(guò)敏性疾病患者越來(lái)越多,患病比例由20 世紀(jì)50年代的10%~20%上升到近年來(lái)的30%~50%[10]。
近幾十年來(lái),世界范圍內(nèi)過(guò)敏性疾病的日益流行已成為一種健康問(wèn)題,世界衛(wèi)生組織高度重視過(guò)敏性疾病的預(yù)防和治療[11]。茶是世界上僅次于水的第二大飲料,我國(guó)是世界第一大產(chǎn)茶國(guó)和第一大茶葉消費(fèi)國(guó)。已有研究表明,茶多酚、兒茶素、甲基化兒茶素、茶皂素、茶黃素等茶葉功能成分具有一定的抗過(guò)敏作用,因此,人們可能通過(guò)科學(xué)飲茶以預(yù)防和治療過(guò)敏癥。
茶多酚大多屬于縮合單寧,是茶葉的主要有效成分,占茶葉干重的20%~30%,主要由兒茶素、黃酮及黃酮醇、花色素、酚酸及縮酚酸4 類化合物組成。兒茶素屬于黃烷醇類化合物,是茶葉中多酚類物質(zhì)的主體,在茶葉中的含量為干重的12%~24%,主要成分為EC、EGC、ECG 和EGCG 等。研究表明,茶多酚與兒茶素的抗過(guò)敏作用尤其是抗速發(fā)型過(guò)敏反應(yīng)的作用效果明顯。茶多酚抗過(guò)敏作用主要通過(guò)以下途徑實(shí)現(xiàn):①茶多酚抑制化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)的過(guò)敏反應(yīng)。ECG、EGC、EGCG、綠茶、烏龍茶、紅茶可抑制被動(dòng)性皮膚過(guò)敏(PCA),其中EGC、EGCG的抑制作用比常用的抗過(guò)敏藥物曲尼斯特(Tranilast)強(qiáng),表明茶多酚對(duì)I 型過(guò)敏有顯著的防護(hù)作用[12]。RBL-2H3 細(xì)胞具有肥大細(xì)胞的許多生物學(xué)特性,活化后可以發(fā)生脫顆粒反應(yīng),近年來(lái)多用于藥物致敏性篩選和機(jī)制研究。王啟隆等[13]研究茶屬植物及茶多酚類成分對(duì)抗原誘導(dǎo)RBL-2H3 細(xì)胞過(guò)敏反應(yīng)的抑制作用,結(jié)果表明茶屬植物和EGCG 均有抑制RBL-2H3 細(xì)胞脫顆粒作用,具有明顯的抗過(guò)敏功效。潘增烽等[14]探討兒茶素對(duì)過(guò)敏性哮喘小鼠炎癥反應(yīng)的治療作用及其機(jī)制,發(fā)現(xiàn)兒茶素可有效緩解雞卵清蛋白(OVA)所致的過(guò)敏性哮喘小鼠的Th2 型炎癥反應(yīng)及其過(guò)敏癥狀,其作用可能是通過(guò)調(diào)控NF-κB 通路,抑制胸腺基質(zhì)淋巴生成素(TSLP)表達(dá)而實(shí)現(xiàn)的。②茶多酚抑制組胺及過(guò)敏介質(zhì)的釋放。組胺是過(guò)敏的誘導(dǎo)因子之一,它廣泛存在于全身的組織細(xì)胞(肥大細(xì)胞和嗜堿性細(xì)胞)中;當(dāng)組織發(fā)生過(guò)敏反應(yīng)時(shí),會(huì)引起肥大細(xì)胞破裂釋放組胺,引起毛細(xì)血管和微靜脈的擴(kuò)張及管壁通透性增加,血漿漏入組織,導(dǎo)致局部組織紅斑水腫、風(fēng)團(tuán)、哮喘、腹痛甚至休克 等 癥 狀[15]。Sugiyama 等[16]利 用EC、EGC、ECG、EGCG對(duì)化合物48/80誘導(dǎo)大鼠肥大細(xì)胞組胺的釋放進(jìn)行研究,結(jié)果表明EGC 和EGCG 能強(qiáng)烈抑制組胺的釋放,比目前常用的抗過(guò)敏藥曲尼斯特的抑制效果強(qiáng)2~10 倍,可預(yù)防過(guò)敏癥的發(fā)生。江濤等[17]利用小鼠PCA 實(shí)驗(yàn)、組胺引起正常豚鼠離體回腸收縮試驗(yàn)、豚鼠Schultz-Dale回腸收縮反應(yīng),以及測(cè)定過(guò)敏豚鼠肺臟慢反應(yīng)物質(zhì)(SRS-A)含量等方法,研究發(fā)現(xiàn)茶多酚的抗過(guò)敏作用可能與抗組胺及抑制SRS-A 生成有關(guān)。③茶多酚還能抑制活性因子如抗體、腎上腺素、酶等引起的過(guò)敏反應(yīng)。Ohmori 等[18]研究了兒茶素(EGCG、EGC、ECG、EC、C 和GCG)對(duì)IgE 抗體被動(dòng)敏感大鼠腹腔肥大細(xì)胞組胺釋放的抑制作用,結(jié)果表明,除EC外其他兒茶素均有明顯的抑制活性。透明質(zhì)酸酶是過(guò)敏的誘導(dǎo)因子之一,具有將組胺從肥大細(xì)胞中釋放出來(lái)的作用。日本山本前田等[19]研究發(fā)現(xiàn),茶多酚對(duì)透明質(zhì)酸酶具有顯著的抑制作用。Ratnasooriya 等[20]通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)也指出EGCG 具有顯著地抑制透明質(zhì)酸酶作用。④腎上腺對(duì)發(fā)炎因子組胺具有很好的拮抗作用,茶多酚促進(jìn)腎上腺、垂體的活動(dòng)而具有消炎作用[21]。
將其他基團(tuán)引入兒茶素結(jié)構(gòu)中,可有效提高兒茶素的穩(wěn)定性和生物利用率,并能特異性地增強(qiáng)兒茶素的藥理作用。其中,甲基化兒茶素抗過(guò)敏藥性表現(xiàn)突出,而且它們的生物學(xué)功能已經(jīng)在體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中得以證實(shí)。近年來(lái),甲基化的EGCG 相繼從茶葉和EGCG 的體內(nèi)代謝物中被檢測(cè)出來(lái),其結(jié)構(gòu)式如圖1所示[22]。日本佐野等[23]研究發(fā)現(xiàn), 茶葉中兒茶素的甲基化產(chǎn)物EGCG3"Me、EGCG4"Me可抑制I型過(guò)敏反應(yīng),且抑制效應(yīng)強(qiáng)于EGCG。鈴木等[24]的研究也顯示,4種兒茶素EGCG、ECG、EGC和EC對(duì)唑酮誘導(dǎo)的小鼠Ⅳ型過(guò)敏有較強(qiáng)的抑制效果,EGCG 和ECG抑制作用最強(qiáng),同時(shí)EGCG 的兩種甲基化衍生物EGCG3"Me、EGCG4"Me 對(duì)小鼠Ⅳ型過(guò)敏的抑制效果明顯優(yōu)于EGCG。日本喜則等[25]研究指出,甲基化EGCG 具有通過(guò)抑制IgE 受體蕁麻疹(FcεRI)的表達(dá),達(dá)到抑制嗜堿細(xì)胞的作用,而嗜堿細(xì)胞是釋放組胺的血液細(xì)胞,很多抗過(guò)敏藥的作用就在于阻止組胺的釋放。山本前田等[26]的研究也指出,口服甲基化EGCG可抑制小鼠I型過(guò)敏反應(yīng),甲基化EGCG 抑制小鼠皮膚被動(dòng)過(guò)敏反應(yīng)的效果是EGCG 的兩倍。甲基化EGCG 可通過(guò)抑制多個(gè)蛋白質(zhì)酪氨酸激酶(PTK)活性而抑制肥大細(xì)胞的活性,從而也抑制組胺及白細(xì)胞三烯釋放。
此外,吉野等研究顯示C-2 差向異構(gòu)體GCG、GCG3"Me 和GCG4"Me 對(duì)小鼠Ⅳ型過(guò)敏有較強(qiáng)的抑制作用,抑制率分別為52.1%、53.3%和54.8% , 要低于相對(duì)應(yīng)的兒茶素(EGCG、EGCG3"Me 和EGCG4"Me),這3 種兒茶素的抑制率分別為88.0%、73.2%和77.6%[27]。吉野等人研究也指出了C-2 差向異構(gòu)體GCG 和GCG3"Me 對(duì)OVA 誘導(dǎo)的小鼠Ⅰ型變態(tài)反應(yīng)的抗過(guò)敏作用與相應(yīng)的兒茶素相當(dāng),特別是在I 型變態(tài)反應(yīng)過(guò)程中,GCG3"Me 對(duì)2 型T 輔助細(xì)胞和肥大細(xì)胞活性具有顯著影響。這些結(jié)果表明,茶兒茶素在高溫?zé)崽幚磉^(guò)程中產(chǎn)生的C-2 表觀化對(duì)Ⅰ型變態(tài)反應(yīng)的預(yù)防作用并無(wú)不利[28]。甚至有文獻(xiàn)報(bào)道不同兒茶素在相同劑量的條件下對(duì)肥大細(xì)胞組胺釋放的抑制作 用 順 序 為GCG3"Me>EGCG3"Me>GCG>EGCG[29]。
茶黃素最早在紅茶的發(fā)酵過(guò)程中被發(fā)現(xiàn),是一類由多酚類物質(zhì)經(jīng)氧化聚合反應(yīng)而形成的具有苯并卓酚酮結(jié)構(gòu)的色素,最主要的成分為茶黃素(TF)、茶黃素-3-沒(méi)食子酸酯(TF-3-G)、茶黃素-3'-沒(méi)食子酸酯(TF-3'-G)和茶黃素-3,3'-雙沒(méi)食子酸酯(TFDG)4 種茶黃素[30]。吉野等研究發(fā)現(xiàn)茶黃素-3-沒(méi)食子酸酯(TF-3-G)和茶黃素-3,3'雙沒(méi)食子酸酯(TFDG)兩種茶黃素通過(guò)經(jīng)皮注射和口服都能預(yù)防惡唑酮誘導(dǎo)的雄性ICR 小鼠IV 型過(guò)敏反應(yīng);同時(shí)口服50 mg/kg 劑量的茶黃素可抑制IV 型變態(tài)反應(yīng)小鼠血清和/或耳中某些促炎細(xì)胞因子、白細(xì)胞介素-12(IL-12)、干擾素-γ(IFN-γ)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)水平的升高,也可防止有過(guò)敏癥狀的小鼠血清抗氧化活性下降;其抗過(guò)敏作用機(jī)制包括抑制細(xì)胞因子的波動(dòng)和維持過(guò)敏小鼠的抗氧化狀態(tài)[31-32]。也有文獻(xiàn)報(bào)道茶黃素對(duì)透明質(zhì)酸酶具有顯著的抑制作用,其中茶黃素雙沒(méi)食子酸酯的抑制活性達(dá)99.1%[21]。
圖1 甲基化EGCG的結(jié)構(gòu)式
茶皂素作為一種性能優(yōu)良的天然非離子表面活性劑,廣泛應(yīng)用于日化、建材、紡織、醫(yī)藥、農(nóng)藥等領(lǐng)域。20世紀(jì)90年代起,相繼有學(xué)者研究了茶葉皂苷的抗變態(tài)反應(yīng)作用。阿卡吉等[33]研究認(rèn)為,茶葉皂素(Tea-leaf Saponin,TLS)具有明顯的抗過(guò)敏活性,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明TLS 可抑制豚鼠實(shí)驗(yàn)誘發(fā)的過(guò)敏性哮喘,ID50為61.7 mg/kg,呈劑量效應(yīng)關(guān)系;還可抑制48 h 的大鼠被動(dòng)皮膚過(guò)敏反應(yīng),其效果與傳統(tǒng)藥物曲尼司特相似。0.01~0.50 μg/mL TLS 對(duì)化合物48/80 誘導(dǎo)的大鼠腹腔肥大細(xì)胞組胺釋放有抑制作用,1~100 μg/mL TLS還能抑制致敏豚鼠肺組織中抗原誘發(fā)的白三烯釋放,其穩(wěn)定肥大細(xì)胞膜和抑制過(guò)敏介質(zhì)釋放可能與其對(duì)實(shí)驗(yàn)性哮喘和PCA 反應(yīng)的抑制作用有關(guān)。森川等[34]通過(guò)體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)研究表明,茶葉皂苷Foliatheasaponin II和III能抑制RBL-2H3細(xì)胞中的β-己糖胺酶的釋放,脫顆粒反應(yīng)可以通過(guò)β-己糖胺酶的釋放來(lái)表現(xiàn)。此外,來(lái)源于茶樹(shù)花的6個(gè)茶花皂苷Floratheasaponin A、B、C、D、E 和F也顯示出能抑制RBL-2H3 細(xì)胞中的β-己糖胺酶的釋放[35]。這些結(jié)果提示TLS 在臨床上可能作為變態(tài)反應(yīng)的拮抗劑。
日本Benifuuki綠茶以其EGCG3"Me含量高和抗過(guò)敏性受到了專家和學(xué)者的重視[36]。山本前田等[37-38]研究表明,飲用Benifuuki 綠茶對(duì)于緩解過(guò)敏性鼻炎癥狀十分有效;在花粉飄散的季節(jié)前,喝Benifuuki 綠茶1.5 個(gè)月可以減輕花粉癥。佐野等[23]的研究表明,凍頂烏龍茶兒茶素由于含有較高含量的甲基化兒茶素對(duì)小鼠Ⅰ型過(guò)敏抑制作用最強(qiáng),紅譽(yù)綠茶(Benihomare)次之,藪北種(Yabukita)最弱。蘇學(xué)素等[39]采用透明質(zhì)酸酶體外抑制研究不同茶類的抗過(guò)敏能力,結(jié)果表明,甜茶、紅茶、綠茶和烏龍茶均有較強(qiáng)的抗過(guò)敏能力;不發(fā)酵茶的抗過(guò)敏能力大于半發(fā)酵茶,半發(fā)酵茶大于發(fā)酵茶,說(shuō)明抗過(guò)敏能力與未被氧化的多酚類物質(zhì)的含量成正比。李晚誼等[40]對(duì)不同茶葉的研究表明,11 種云南大葉種市售茶葉(包括綠茶、紅茶、青茶等)均具有較強(qiáng)的抗過(guò)敏活性,其抗過(guò)敏活性高于福建烏龍茶和廣西甜茶。王蕾等[41]通過(guò)研究表明,不同加工方式的同種茶葉,抗過(guò)敏活性存在差異,紅茶抗過(guò)敏作用較綠茶強(qiáng)。這可能與茶葉加工過(guò)程中生成除兒茶素外的其他抗過(guò)敏有效成分有關(guān),如茶黃素。
茶葉提取物由于其諸多藥理功效已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品、保健品及食品添加劑等領(lǐng)域[42]。據(jù)英敏特公司最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2011—2014年中國(guó)與全球市場(chǎng)面部護(hù)膚品草本原料中綠茶提取物分別以占據(jù)全樣本統(tǒng)計(jì)的12.9%與11.1%高居榜首,其主要原因歸于綠茶提取物清淡溫和且功效強(qiáng)。EGCG 作為綠茶提取物中生物活性最強(qiáng)的兒茶素類化合物,賦予了化妝品延緩光老化、美白、抗敏、祛痘、收斂、保濕等多重功效[43]。目前日本已經(jīng)利用甲基化兒茶素含量較高的茶樹(shù)品種“Benifuuki”和“紅譽(yù)”等,開(kāi)發(fā)出具抗過(guò)敏作用的綠茶和茶飲料,目前還在開(kāi)發(fā)具有抗過(guò)敏作用的茶食品[44]。羅正飛通過(guò)對(duì)我國(guó)西部大量茶樹(shù)資源的調(diào)查研究,篩選出了一些高含量的EGCG3"Me 的茶樹(shù)品種, 分析得出EGCG3"Me 在中葉種中含量較高,尤其是適合做烏龍茶、綠茶的一些中葉型品種[45]。醫(yī)學(xué)界近年來(lái)將透明質(zhì)酸酶作為抗I型過(guò)敏藥物篩選的測(cè)試對(duì)象,因此茶多酚可用于抗過(guò)敏藥物。日本申請(qǐng)了一種以茶多酚為活性配料的透明質(zhì)酸酶抑制劑,該制劑可作為化妝品,用于防治過(guò)敏和發(fā)炎。
現(xiàn)代醫(yī)藥學(xué)研究成果表明,茶葉含有茶多酚、兒茶素、茶色素、茶皂苷、茶氨酸、生物堿等多種成分,構(gòu)成了其生津回甘、抗炎抑菌、清熱解毒、抗過(guò)敏等作用和功效的物質(zhì)基礎(chǔ)[46]。其中,茶葉中兒茶素的甲基化產(chǎn)物展現(xiàn)了更為顯著的抗過(guò)敏功效,這也是研究人員利用甲基化兒茶素含量較高的茶樹(shù)品種開(kāi)發(fā)具抗過(guò)敏作用的綠茶、茶飲料及食品的原因。同時(shí),一些發(fā)酵型茶葉的抗過(guò)敏能力優(yōu)于綠茶,這可能與茶葉加工過(guò)程中生成除兒茶素外的其他抗過(guò)敏有效成分有關(guān),如茶黃素。此外,一系列的研究結(jié)果表明茶葉及茶葉中的茶多酚、兒茶素等對(duì)速發(fā)型過(guò)敏反應(yīng)的抑制作用更為顯著,其主要通過(guò)抑制化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)的過(guò)敏反應(yīng)、抑制組胺及過(guò)敏介質(zhì)的釋放、抑制活性因子如抗體、腎上腺素、酶等引起的過(guò)敏反應(yīng),以及促進(jìn)腎上腺、垂體的活動(dòng)而有消炎作用等途徑起到抗過(guò)敏的作用。