瑞香素抗幽门螺杆菌作用的研究进展

背景：日益严峻的耐药困境与新型药物的迫切需求

幽门螺杆菌定植于人类胃黏膜，全球约半数人口感染。1994年世界卫生组织将其列为Ⅰ类致癌物，感染者胃癌风险为正常人的2~6倍，全球每年约78万例癌症与之相关。

然而，抗生素耐药正使根除治疗面临严峻挑战。我国克拉霉素、甲硝唑和左氧氟沙星总体耐药率分别达30.72%、70.14%和32.98%；根除治疗后耐药率进一步飙升，克拉霉素继发耐药可达75%，甲硝唑近89%。2017年，世界卫生组织将克拉霉素耐药幽门螺杆菌列为高度优先应对的耐药菌。

面对这一严峻形势，世界卫生组织在2017年将克拉霉素耐药的幽门螺杆菌列为高度优先应对的耐药菌之一。寻找结构新颖、机制独特、不易产生耐药的新型抗幽门螺杆菌药物，已成为全球共识。中国医学科学院北京协和医学院医药生物技术研究所尤雪夫团队2019—2025年开展系列递进研究，从“活性验证→全局靶点解析→精细机制溯源”逐步深入探讨瑞香素抗幽门螺杆菌的作用。

瑞香素带来希望

2019年：首次报道瑞香素抗幽门螺杆菌活性，提出“DNA损伤+膜改变+黏附抑制”的初步模型。

2021年：蛋白质组学证实多靶点作用，揭示约1/3外膜蛋白被抑制。

2024年：精确解析RecA-BabA通路的分子细节，验证了“DNA双链断裂→RecA↑→RecA结合babA启动子→babA→babB转换→BabA↓→黏附↓”的完整机制。

杀菌机制：多靶点协同作用

1.形态学破坏与膜结构改变

扫描电镜和透射电镜观察显示，经亚抑菌浓度瑞香素处理3天后，幽门螺杆菌从典型的螺旋状转变为球形体，细胞表面出现广泛的出芽结构和损伤。透射电镜进一步揭示，细菌体积缩小（相对直径比对照组∶瑞香素组=1.00∶0.77），外膜粗糙，细胞质呈颗粒状，约40%的细菌胞内出现大量囊泡或内膜“孔洞”，对照组未见此类改变。使用Annexin V检测磷脂酰丝氨酸（PS）外翻发现，对照组仅5.93%的细菌呈阳性，而瑞香素处理后阳性率骤升至56.99%（P＜0.001）。这表明瑞香素显著改变了幽门螺杆菌外膜的脂质不对称性，但膜去极化和蛋白泄漏与对照组无显著差异——提示瑞香素主要改变外膜结构而非全面破坏膜通透性。

2.DNA损伤与SOS响应

TUNEL染色显示，对照组DNA损伤阳性率仅8.11%，瑞香素处理组高达68.02%。2024年的研究进一步证实，瑞香素可诱导DNA双链断裂——这是最危险的DNA损伤类型。彗星实验和琼脂糖凝胶电泳均证实，瑞香素呈浓度和时间依赖性地损伤DNA。与此同时，recA基因转录水平显著升高，RecA蛋白产量从66.9±6.1L至133.1±6.1L（P＜0.001）。RecA是细菌SOS反应的核心蛋白，其上调是对DNA损伤的直接响应。

3.蛋白质组学揭示多靶点全景

2021年，Lu等人采用无标记定量蛋白质组学技术，系统分析了瑞香素处理前后幽门螺杆菌的蛋白质表达变化。在三个生物学重复中，共鉴定出1282种蛋白质，覆盖幽门螺杆菌蛋白质组的约78%。以变化倍数＞1.5倍且校正P＜0.05为标准，确定152种蛋白质表达发生显著变化，其中55种下调、97种上调。

功能分类显示，膜结构相关蛋白在差异表达蛋白中占比最大——约1/3下调、2/3上调，验证了膜结构改变的发现。KEGG通路分析表明，瑞香素影响了代谢途径、次生代谢物生物合成、碳代谢、氨基酸生物合成、幽门螺杆菌感染中的上皮细胞信号传导以及氧化磷酸化等多个通路。特别值得关注的是，多个定植与毒力相关蛋白被显著下调，包括HpaA（神经氨酸乳糖结合血凝素）、VacA（空泡毒素A）、CagF和Cag1（IV型分泌系统组分）、OipA（外膜蛋白）、BabA（血型抗原结合黏附素）以及FecA（铁离子转运蛋白）。同时，核酸与蛋白质合成相关酶（RpoBC、GyrA、EF-Tu、AdSS）也呈下调趋势。这些结果从蛋白质组层面证实，瑞香素通过多靶点发挥抗菌作用——既能直接损伤细菌DNA和膜结构，又能抑制其定植和毒力相关的蛋白质表达。

抗定植机制：从现象到分子通路的精确解析

幽门螺杆菌在胃内的成功定植依赖于其外膜蛋白与胃上皮细胞表面受体的结合，其中BabA-Lewis b结合是最主要的黏附模式。2019年的研究已发现瑞香素可抑制幽门螺杆菌对GES-1人胃上皮细胞的黏附。2024年，Wang等人进一步精确解析了这一现象的分子机制。

研究团队发现，瑞香素呈时间和剂量依赖性地抑制幽门螺杆菌对GES-1细胞的黏附。在分子层面，瑞香素显著上调recA转录，同时下调多个定植相关基因（sabA、babA、hopQ、hopZ、oipA、homB）的表达。其中，babA的转录受到显著抑制，BabA蛋白水平也相应下降。

关键突破在于RecA与babA启动子直接结合的发现。通过凝胶迁移实验（EMSA），研究团队证明纯化的RecA蛋白能直接结合babA启动子，特异性结合区域为1018-1597 bp，结合强度随RecA浓度增加而增强。这一结合导致babA向同源基因babB的转换频率增加——babB虽与babA同源，但因提前终止密码子而不参与黏附。因此，babA/babB比例下降直接导致功能性BabA蛋白减少，进而削弱BabA与Lewis b抗原的结合能力（ELISA证实）。

此外，分子对接和等温滴定量热法（ITC）证实瑞香素能与RecA蛋白直接结合。至此，一条完整的分子通路得以阐明：

瑞香素 → 诱导DNA双链断裂 → RecA表达↑ → RecA结合babA启动子（1018-1597 bp）→ 促进babA→babB基因转换 → babA/babB比例↓ → BabA蛋白↓ → BabA-Lewis b结合↓ → 幽门螺杆菌对胃上皮细胞黏附↓

结论

瑞香素是一类不受现有幽门螺杆菌耐药表型影响、多靶点作用、兼具杀菌+抗定植+降毒力三重效应的候选抗幽门螺杆菌药物，核心特征：

1.抗菌活性不受传统耐药交叉影响：对20余株临床分离株（包括耐甲硝唑、耐克拉霉素的多重耐药株）MIC为12.5~100μg/mL，对甲硝唑耐药率85%、克拉霉素耐药率25%的临床株仍有效，和现有抗生素无交叉耐药，还可填补“抗定植”的空白——传统抗生素只负责杀菌，杀完后若幽门螺杆菌仍可黏附定植易复发，瑞香素双管齐下，尤其适合根除失败人群、青霉素过敏/不耐受强抗生素人群、幽门螺杆菌高暴露风险人群（比如家庭共居感染者）的预防/辅助治疗。

2.作用非单一杀菌，而是多维度抑制幽门螺杆菌致病：

（1）直接杀伤：诱导膜损伤、DNA损伤，杀灭菌体；

（2）降低毒力：下调VacA空泡毒素、Cag型分泌系统、HpaA黏附素等毒力因子表达，减少幽门螺杆菌对胃黏膜的损伤；

（3）抑制定植：下调黏附相关蛋白表达，减少幽门螺杆菌对胃上皮的黏附，哪怕未完全杀菌也能阻止幽门螺杆菌定植致病。

3.安全性基础好：亚抑菌浓度（12.5μg/ml，即1/2 MIC）下对人胃上皮GES-1细胞无明显细胞毒性。瑞香素已有临床使用基础，无需从头做安全性评价，转化门槛远低于全新结构化合物。

参考文献：

[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.