高 婷，袁芳艷，劉澤文，劉 威，周丹娜，楊克禮，段正贏，郭 銳，梁 婉，王寧寧,2，周 銳，田永祥*

(1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部畜禽細菌病防治制劑創(chuàng)制重點實驗室，畜禽病原微生物學(xué)湖北省重點實驗室，湖北武漢 430064；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院，生豬健康養(yǎng)殖協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北武漢 430070)

茶多酚(tea polyphenols)是茶葉中多酚類物質(zhì)的總稱，包括兒茶素類、花色苷類、黃酮類、黃酮醇類和酚酸類等，其中兒茶素類化合物為茶多酚的主體成分。兒茶素類化合物主要包括表沒食子兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechin-3-gallate，EGCG)、沒食子兒茶素(gallocatechin，GC)、表兒茶素沒食子酸酯(epicatechin gallate，ECG)、沒食子兒茶素沒食子酸酯(gallocatechin gallate，GCG)、兒茶素(epicatechin ，EC)5種物質(zhì)[1]。茶多酚類物質(zhì)具有抗菌、抗病毒、抗癌、抗氧化以及提高免疫力等作用，被廣泛應(yīng)用于日用化工、食品加工、醫(yī)療衛(wèi)生、畜牧等行業(yè)。在當(dāng)前細菌耐藥普遍的情況下以及減抗限抗的背景下，茶多酚的抗菌殺毒作用以及保健作用使其有望成為抗生素替代物的候選物質(zhì)，為感染性疾病防控提供新方法、新思路，為研制抗菌殺毒藥物提供先決條件和理論基礎(chǔ)。本文綜述了近年來茶多酚在抗微生物領(lǐng)域應(yīng)用及其作用機制的最新研究進展，以期為感染性疾病的防控提供參考。

1 茶多酚的抗菌作用

茶多酚抑菌效果顯著，抗菌譜廣，通過生物化學(xué)和物理化學(xué)的途徑改變病原菌的生理生化過程，干擾病原菌的細胞代謝，對革蘭氏陰性菌和陽性菌均有抑制作用。近年來，茶多酚的抑菌機制也逐漸地被解析。

1.1 對革蘭氏陰性菌的抑制作用

革蘭氏陰性菌泛指革蘭氏染色反應(yīng)呈紅色的細菌，細胞壁中肽聚糖含量低，而脂類含量高[2]。銅綠假單胞菌、大腸埃希氏菌、副豬嗜血桿菌、具核梭桿菌等都屬于革蘭氏陰性菌，不僅危害人類健康，對養(yǎng)殖業(yè)也造成巨大影響。

銅綠假單胞菌是一種條件致病菌，很多感染病例發(fā)生在衰弱或免疫受損的住院病人，耐藥機制復(fù)雜，其中外排泵系統(tǒng)在銅綠假單胞菌多重耐藥機制中起著主導(dǎo)作用。Kanagaratnam等研究證實，外排泵MexAB-OprM與EGCG對銅綠假單胞菌的抗菌活性相關(guān)。在測試的22株臨床分離菌中，生長分裂全都受到EGCG抑制，而EGCG對上述分離菌株的最小抑菌濃度在64～512 μg/mL之間，最小殺菌濃度在256～1024 μg/mL范圍內(nèi)，當(dāng)EGCG在亞最小抑菌濃度時，顯著增強了銅綠假單胞菌對氯霉素和四環(huán)素的敏感性[3]。EGCG與抗生素協(xié)同用藥對外排泵缺失菌株的抗菌效果顯著好于野生菌株，提示缺失菌株里EGCG的積累產(chǎn)生了更多的抗菌活性。據(jù)此，研究人員推測EGCG及EGCG協(xié)同抗生素對銅綠假單胞菌的抗菌作用與其抑制外排泵MexAB-OprM的功能相關(guān)[3]。大腸埃希氏菌普遍存在于自然界中，一旦食品加工過程衛(wèi)生控制不嚴(yán)格，就會導(dǎo)致大腸埃希氏菌超標(biāo)[4]?；谝志πШ桶踩缘目紤]，使得茶多酚成為目前廣泛應(yīng)用的天然食品保鮮劑之一。董璐等研究發(fā)現(xiàn)，茶多酚對大腸埃希氏菌具有抑制作用，在結(jié)晶紫試驗中，隨著茶多酚濃度的增大，吸光值(OD590 nm值)也隨之增大，隨著處理時間的增長，離子泄漏也隨之增多，說明茶多酚作用于大腸埃希氏菌的細胞膜，能夠改變其通透性，此外，瓊脂糖凝膠電泳分析發(fā)現(xiàn)茶多酚也作用于大腸埃希氏菌的DNA。對于養(yǎng)豬業(yè)而言，副豬嗜血桿菌危害巨大，常引起豬的多發(fā)性漿膜炎和關(guān)節(jié)炎，目前還沒有有效的疫苗提供保護，并且大部分菌株對紅霉素、氨基糖苷類、壯觀霉素和林可霉素具有耐藥性[5]。為了尋找有效的治療方法，Guo等人通過體內(nèi)和體外試驗，揭示茶多酚能夠抑制副豬嗜血桿菌的生長，該抑制作用呈劑量依賴性，此外，還能減少生物被膜的形成。進一步通過體外的熒光定量PCR發(fā)現(xiàn)茶多酚抑制了毒力因子的表達，體內(nèi)的小鼠攻毒試驗和病理組織切片表明茶多酚可以為感染小鼠提供保護力，此研究為副豬嗜血桿菌病的治療提供了一種新思路[5]。具核梭桿菌是人類口腔和胃腸道常見的共生菌，它不僅能引起宿主口腔疾病，還會導(dǎo)致胃腸炎，也是目前比較明確的與腸癌有密切關(guān)聯(lián)的細菌[6]。因此，尋找有效藥物治療具核梭桿菌的感染顯得尤為重要。Ben等研究人員從黑茶和綠茶中提取了EGCG、茶黃素等活性物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)這些活性物質(zhì)能夠破壞具核梭桿菌的細胞膜、螯合鐵離子及抑制生物被膜的形成。此外，EGCG、茶黃素可以減少具核梭桿菌對上皮細胞和基質(zhì)蛋白的黏附作用，降低具核梭桿菌的溶血活性、硫化氫的產(chǎn)生及毒力因子的表達。上述試驗結(jié)果表明茶多酚可作為治療具核梭桿菌引起的相關(guān)疾病的候選藥物[7]。

1.2 對革蘭氏陽性菌的抑制作用

革蘭氏陽性菌泛指革蘭氏染色反應(yīng)呈紫色的細菌，細胞壁較厚，肽聚糖含量豐富，還有大量特殊組份磷壁酸。金黃色葡萄球菌、莫雷梭菌、枯草芽孢桿菌等都是革蘭氏陽性菌，由于抗生素不規(guī)范的使用，推動了這些細菌耐藥菌株的出現(xiàn)[8]。因此，急需研發(fā)針對耐藥細菌的綠色抗菌制劑，而茶多酚來源于茶葉，屬“藥食同源”物質(zhì)，在抗菌特性方面的研究應(yīng)用也備受關(guān)注，有望成為新的綠色替抗制劑[9]。

金黃色葡萄球菌是革蘭氏陽性致病菌，而耐甲氧西林金黃色葡萄球菌被稱作超級細菌，幾乎能抵抗已有的所有藥物[10]。金黃色葡萄球菌的外毒素腸毒素B能引發(fā)急性腸胃炎，近年來許多研究者發(fā)現(xiàn)EGCG對細菌毒素具有滅活作用，Hisano在小鼠腹膜腔內(nèi)注射綠茶提取物或EGCG，發(fā)現(xiàn)其能結(jié)合并抑制腸毒素B，并且存在著劑量和時間的依賴性。不僅如此，EGCG還能抑制由腸毒素B引起的腫瘤壞死因子、干擾素、白介素在人單核細胞中的表達，說明EGCG可能有助于抑制葡萄球菌引起的超抗原反應(yīng)。莫雷梭菌是一種產(chǎn)揮發(fā)性硫化物的厭氧革蘭氏陽性菌，寄生于口腔內(nèi)會導(dǎo)致口臭[11]。Morin等人評價了茶多酚及其主要成分EGCG對莫雷梭菌的生長、口臭相關(guān)特性的影響。茶多酚和EGCG能夠抑制莫雷梭菌的生長，最小抑菌濃度分別為500 μg/mL和250 μg/mL，并且透射電鏡和膜通透性分析顯示茶多酚的靶標(biāo)為細胞膜。考慮到茶多酚對莫雷梭菌定植能力的影響，研究人員測試了EGCG處理后生物被膜的變化，發(fā)現(xiàn)EGCG可以清除莫雷梭菌已形成的生物被膜[12]。此外，茶多酚和EGCG都能減弱莫雷梭菌對口腔上皮細胞的黏附能力，也能抑制與產(chǎn)揮發(fā)性硫化物相關(guān)的β-半乳糖苷酶活性。基于上述研究結(jié)果，茶多酚有望被開發(fā)成為口腔護理產(chǎn)品。劉宗楠等以與結(jié)核分支桿菌具有相似遺傳學(xué)特性、生長快速、但無傳染性的恥垢分支桿菌作為模式菌來研究EGCG的抑菌機制，以期研發(fā)新一代抗結(jié)核藥物。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過EGCG 處理后，恥垢分支桿菌細胞壁發(fā)生了扭曲形變，而經(jīng)綠茶粗提物處理后，細胞壁的聚阿拉伯糖半乳糖代謝發(fā)生明顯變化，據(jù)此認為 EGCG 能影響恥垢分支桿菌細胞壁結(jié)構(gòu)及形態(tài)穩(wěn)定，并推測 EGCG 很可能通過影響恥垢分支桿菌細胞壁聚阿拉伯糖半乳糖代謝從而破壞細胞壁結(jié)構(gòu)的完整性，發(fā)揮其抑菌效果[13]。

2 茶多酚的抗毒作用

2.1 對DNA病毒的抑制作用

DNA病毒廣泛存在于人、脊椎動物以及昆蟲體內(nèi)，與許多傳染病有關(guān)，在全球范圍內(nèi)對人類的發(fā)病率和死亡率有很大影響。此外，DNA病毒感染通常是終身的，很難根除。在某些情況下，這些病毒可導(dǎo)致致命疾病，尤其對于兒童和免疫力弱的病人[14]。腺病毒、皰疹病毒、乙型肝炎病毒等均為DNA病毒。

腺病毒是無囊膜的DNA病毒，各年齡階段都易感，感染后會導(dǎo)致發(fā)熱、寒戰(zhàn)、咳嗽、肺炎、結(jié)膜炎等。Weber 等發(fā)現(xiàn)在兩種細胞模型中，微摩爾濃度的EGCG能夠降低腺病毒滴度，并且可以滅活純化后的腺病毒。進一步研究顯示 EGCG 通過結(jié)合腺病毒粒子表面蛋白抑制其黏附作用[15]。皰疹病毒是一類具有包膜的DNA病毒，主要侵犯外胚層來源的組織，包括皮膚、黏膜和神經(jīng)組織，嚴(yán)重威脅人類健康[16]。Lyu等測試了18種黃酮類物質(zhì)的抗病毒效果，結(jié)果表明EC、ECG、EGC和 EGCG的抗皰疹病毒效果顯著。后續(xù)試驗證實EGCG抗病毒效果最佳，并能使臨床分離毒株失去感染能力，該數(shù)據(jù)還表明，EGCG通過直接破壞皰疹病毒的病毒粒子導(dǎo)致病毒失活[17]。此外，Lyu等人還發(fā)現(xiàn)EGCG二聚體能夠滅活皰疹病毒，可以開發(fā)成為針對皰疹病毒的抗病毒藥物[18]。乙型肝炎病毒是引起乙型肝炎的病原體，對人類危害巨大[19]。研究發(fā)現(xiàn)不同濃度的茶多酚可以抑制 HepG2-N10細胞中乙型肝炎病毒抗原的表達、細胞內(nèi)復(fù)制中間體、cDNA 和mRNA 的合成[20]。另一研究小組也獲得了相似的結(jié)果，EGCG 對乙型肝炎病毒兩種抗原的表達有較強的抑制作用，并能阻止乙型肝炎病毒基因組DNA的產(chǎn)生[21]。為了探究EGCG廣譜的抗病毒作用機制，Colpitts設(shè)計了一系列有趣的試驗。眾所周知，病毒感染人類第一個關(guān)鍵步驟就是黏附于細胞表面的多糖。皰疹病毒和丙型肝炎病毒這一類病毒與細胞表面的硫酸乙酰肝素結(jié)合，而另一類病毒，如甲型流感病毒，則與細胞表面的唾液酸結(jié)合。目前未有研究報道同一種物質(zhì)能夠抑制病毒兩種不同的黏附途徑。EGCG對許多病毒都有效，包括一些與硫酸乙酰肝素或唾液酸結(jié)合的病毒。EGCG對有囊膜和無囊膜的人類病毒都具有抑制作用，而且直接作用于病毒粒子，卻不影響病毒粒子囊膜的流動性和完整性。然而，EGCG通過與病毒粒子表面蛋白相互作用抑制皰疹病毒、丙型肝炎病毒、流感病毒、牛痘病毒、腺病毒、呼腸孤病毒和水皰性口膜炎病毒的黏附作用。進一步研究證明 EGCG 與硫酸乙酰肝素競爭結(jié)合皰疹病毒和丙型肝炎病毒，與唾液酸競爭結(jié)合流感病毒[15]。因此，EGCG通過同一種作用機制抑制不同病毒，已被證實是一種廣譜的病毒抑制劑，該研究結(jié)果為開發(fā)小分子廣譜抗病毒藥物提供了可能。

2.2 對RNA病毒的抑制作用

丙型肝炎病毒、西尼羅河病毒、寨卡病毒、登革病毒、日本腦炎病毒等都是RNA病毒。由于RNA病毒在復(fù)制過程中缺乏修復(fù)錯誤的聚合酶，導(dǎo)致了RNA病毒變異快、種類多，也增加了研制有效疫苗的難度[22]。因此，研究人員試圖以茶多酚為突破口研發(fā)理想的抗病毒藥物，茶多酚不僅具有抗菌作用，抗病毒效果也尤為顯著，正受到生物醫(yī)藥領(lǐng)域的高度關(guān)注。

新型冠狀病毒引起的疫情在全世界流行，已成為導(dǎo)致人類死亡的主要原因之一，對公共衛(wèi)生、經(jīng)濟和社會的影響巨大[23]。然而，目前還沒有針對新型冠狀病毒的特效藥。Mhatre等人綜述了EGCG與茶黃素的抗病毒活性，發(fā)現(xiàn)茶多酚能夠結(jié)合新冠病毒，尤其是茶黃素與新冠病毒受體結(jié)合緊密[24]。3Clpro是一種蛋白酶，被認為是冠狀病毒最重要的藥物靶標(biāo)，而新型冠狀病毒與SARS冠狀病毒的3Clpro 結(jié)構(gòu)高度相似[25]。Thi發(fā)現(xiàn)200 μmol/L濃度的EGCG可以抑制SARS病毒3Clpro活性的 85%。因此，可以期待EGCG成為3CLpro的潛在抑制劑用于治療新型冠狀病毒肺炎[26]。

丙型肝炎病毒可引起丙型肝炎，造成患者肝細胞病變、硬化甚至肝細胞癌變[27]。然而，在發(fā)展中國家昂貴的治療費用成為了治愈丙型肝炎的障礙，因此，尋找患者負擔(dān)得起的抗丙型肝炎病毒的藥物是當(dāng)務(wù)之急。在此背景下，Chowdhury 等研究人員使用黑茶提純的茶黃素進行抗病毒研究，結(jié)果顯示茶黃素可以抑制病毒感染的早期階段，也存在劑量的依賴性。進一步試驗揭示了茶黃素直接作用于病毒粒子，阻斷細胞與細胞間的傳播，研究還發(fā)現(xiàn)茶黃素與抑制劑聯(lián)合用藥呈現(xiàn)了協(xié)同效應(yīng)，抗病毒效果更好，此結(jié)果為研發(fā)廉價的抗丙型肝炎病毒藥物提供了候選物質(zhì)[28]。黃病毒屬包含西尼羅河病毒、寨卡病毒、登革病毒、日本腦炎病毒等重要病毒，這類病毒通常通過吸血的蚊蟲傳播，對人類和動物健康造成巨大威脅，目前還未有授權(quán)的藥物能夠抵抗上述病毒，因此，急需挖掘環(huán)境友好、經(jīng)濟方便的天然抗病毒化合物。為此，Angela等人測試了花翠素、花青素、兒茶素、表沒食子兒茶素沒食子酸酯、沒食子兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯等茶多酚化合物對上述病毒的殺毒效果，結(jié)果顯示花翠素和表沒食子兒茶素沒食子酸酯對西尼羅河病毒的增殖具有有效的抑制作用，進一步研究發(fā)現(xiàn)這兩種化合物主要影響病毒復(fù)制周期中的吸附與入侵過程，而且對西尼羅河病毒顆粒發(fā)揮直接的殺毒作用。隨后，在西尼羅河病毒變異株中也發(fā)現(xiàn)花翠素和表沒食子兒茶素沒食子酸酯對其的抑制作用，而且這種抑制作用不受pH的影響。不僅如此，花翠素和表沒食子兒茶素沒食子酸酯也能減弱寨卡病毒和登革病毒的感染性。該研究結(jié)果預(yù)示著上述兩種化合物有可能成為治療黃病毒屬感染的新型藥物，但是此發(fā)現(xiàn)還需進一步深入研究與驗證[29]。

3 茶多酚的應(yīng)用

3.1 在食品保鮮方面的應(yīng)用

由于茶多酚具有較強的抑菌特性，又無毒副作用，常作為食品加工業(yè)中的保鮮劑。Lan等的試驗結(jié)果顯示，聚乙烯醇與茶多酚的混合物處理藍莓能有效延長藍莓的貨架期，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)聚乙烯醇與茶多酚以8∶2的比例混合時，可以有效減緩水果重量和硬度的損失，并且也能減緩可滴定酸、可溶性固體物的損失以及限制微生物的繁殖，此研究結(jié)果表明，聚乙烯醇與茶多酚的混合物有望成為重要的包裝材料從而延長藍莓的貨架期[30]。另外，付麗等研究表明采用2 g/L的茶多酚與冰溫保鮮相結(jié)合對牛肉具有較好的抗氧化作用，可控制冷鮮牛肉貯藏期間表面的氧化褐變，有利于維持肉色的穩(wěn)定，有效延長其貨架期[31]。

3.2 在保健方面的應(yīng)用

由于茶多酚具有優(yōu)越的抗氧化特性，又與保健功能密切相關(guān)，近年來被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)中。在過去10年以來，大量研究揭示茶多酚可用于治療高脂肪飲食造成的肥胖癥，這種肥胖癥與腸道菌群紊亂密切相關(guān)[32-35]。研究表明，茶多酚能夠調(diào)節(jié)人體血脂異常和腸道菌群紊亂，不僅如此，茶多酚經(jīng)過腸道菌群生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的代謝產(chǎn)物對宿主的健康也有積極的影響。此外，茶多酚的抗癌效果也被廣泛報道。近年來，澳大利亞的研究團隊發(fā)現(xiàn)，對于習(xí)慣性攝入中等或高比例富含類黃酮食物的人來說，因癌癥或者心臟病而死亡的風(fēng)險大大降低，而茶葉中的茶多酚是類黃酮家族的一員，因此，常飲茶可以降低因癌癥和心臟疾病而引發(fā)的死亡風(fēng)險。

3.3 在畜牧業(yè)方面的應(yīng)用

茶多酚在畜牧業(yè)中也有應(yīng)用，不僅可以保護動物體內(nèi)腸道微生態(tài)環(huán)境，還能增強瘦肉品質(zhì)，提高飼料報酬。研究表明，茶多酚可以作為潛在的益生元，通過口服給藥，修飾腸道微生物群的組成與代謝。除了改善微生態(tài)環(huán)境外，茶多酚對瘦肉品質(zhì)同樣具有正向調(diào)節(jié)作用。肖香等研究表明，大蒜與茶多酚以1:1混合，對肴肉中特定的腐敗微生物乳桿菌具有良好的抑菌效果，最小抑菌濃度為0.56 mg/mL，此結(jié)果可為研發(fā)低溫肉制品的保藏技術(shù)提供理論數(shù)據(jù)，為降低生產(chǎn)成本，提高肉品品質(zhì)提供有效參考。

4 小結(jié)

茶多酚具有廣譜的抗菌殺毒作用，對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌都有明顯的抑菌作用，對RNA病毒、DNA病毒也具有顯著的殺傷效果，因此，常作為食品加工業(yè)中的保鮮劑、防腐劑；而抗氧化特性，使其成為預(yù)防心血管、癌癥等疾病的保健品。雖然茶多酚功能眾多，但相關(guān)機制還未完全解析，可能是多方面相互作用的結(jié)果。隨著茶產(chǎn)業(yè)逐漸融進中醫(yī)藥大健康產(chǎn)業(yè)，揭示茶多酚為什么可以降低心血管疾病、癌癥的發(fā)生率，以及對哪種心血管疾病或癌癥具有最大的保護效果及其具體的作用機制將是重點研究的方向，未來發(fā)展前景廣闊。