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这篇综述聚焦幽门螺杆菌相关性胃炎(HAG),系统分析植物源提取物或化合物在动物实验中的抗幽门螺杆菌及抗炎效果。发现多种植物提取物和化合物可通过调节 NF-κB 等信号通路改善 HAG,为开发治疗药物提供参考。
幽门螺杆菌相关性胃炎(HAG)与植物源药物研究背景
幽门螺杆菌感染是胃炎和胃癌的主要诱因,在全球广泛流行。几乎所有感染幽门螺杆菌的患者都患有慢性活动性胃炎,即幽门螺杆菌相关性胃炎(HAG)。目前,幽门螺杆菌的根除率因现有药物疗效不佳而下降,导致感染复发、炎症持续和胃癌发生。
质子泵抑制剂为基础的三联疗法(PPI-TTs)是治疗幽门螺杆菌感染的主要方法,但抗生素耐药问题日益严重,如克拉霉素、甲硝唑和左氧氟沙星的耐药率不断上升。铋剂四联疗法(BiQT)虽能降低部分耐药性,但仍存在局限性。因此,寻找有效的植物源药物成为研究热点。
许多药用植物和生物活性化合物已被证实具有抗菌、抗炎活性,以及预防细胞异常生长和发育的作用。然而,此前尚无关于植物源药物治疗 HAG 的系统综述。本研究旨在全面分析植物源药物在体内对 HAG 的疗效,并阐明其抑制感染、胃炎和肿瘤进展的机制。
材料和方法
本研究遵循系统评价和荟萃分析的首选报告项目(PRISMA)声明的指南,并在 PROSPERO 网站注册(CRD42024527889)。
在多个数据库(包括 PubMed、Scopus、Web of Science、Embase、中国知网(CNKI)、维普数据库、万方数据库和中国生物医学文献服务系统(SinoMed))进行广泛搜索,截至 2023 年 11 月。以 PubMed 数据库检索为例,使用医学主题词(MeSH)和自由文本短语进行检索,仅纳入中文和英文出版物。
纳入标准为符合 PICOS 条件的研究:P(动物)指 “感染幽门螺杆菌的动物”,I(干预措施)指 “植物源化合物或植物提取物”,C(对照)指 “比较对照组”,O(结果)指 “抗幽门螺杆菌和抗炎活性的结果”,S(研究设计)指 “有单独治疗组的对照研究”,且研究的主要结果同时包括抗幽门螺杆菌和抗炎效果。排除编辑评论、综述、临床研究、理论研究、病例报告、会议、书籍章节、信件,以及不符合 PICOS 标准、治疗不是单一提取物或单体化合物、仅关注体外或离体研究的文章。
使用 Endnote X9 软件整理搜索结果,由两名 reviewers 分别评估文献,如有争议由第三方裁决。两名 reviewers 独立使用标准 Excel 提取合格研究的相关数据,如有争议同样由第三方协调。
使用 Review Manager 软件(RevMan 5.4)进行荟萃分析,考虑抗幽门螺杆菌和抗炎活性,包括 CLO 和 RUT 阳性率、IL-1β 和 TNF-α 蛋白水平等指标。使用 WebPlotDigitizer 软件从图像中提取数据,由于研究间存在异质性,选择随机效应模型进行分析。使用系统评价中心实验室动物实验(SYRCLE)偏倚风险工具评估纳入研究的方法学质量,由两名 reviewers 独立评估,如有差异由资深研究人员解决。
结果
经筛选,最终纳入 61 项研究,均在 2003 - 2023 年进行,涉及 13 种动物品系,其中 C57BL/6 小鼠使用频率最高(36 项研究),其次是 BALB/c 小鼠(12 项研究)和蒙古沙鼠(12 项研究)。
多数研究未明确随机化方法、动物分组的随机分配情况,仅有 6 项研究提供了详细的 “结果评估盲法” 信息,多数研究无法确定结果数据是否完整。此外,“基线特征”“分配隐藏”“参与者和人员盲法”“结果随机评估” 和 “不完整结果数据” 等信息均缺失,建模方法差异、干预措施异质性和动物特征差异等因素可能导致证据缺乏普遍性。
荟萃分析结果显示,植物源物质治疗组在抗幽门螺杆菌和抗炎方面表现显著。在幽门螺杆菌阳性率方面,CLO 试验中,实验组显著降低幽门螺杆菌阳性率(RR=0.31,95% CI 0.16 至 0.59,I2=0%,p=0.0003);RUT 试验中,同样显著降低(RR=0.46,95% CI 0.32 至 0.66,I2=0%,p<0.0001)。在炎症指标方面,多种物质显著降低 IL-1β 和 TNF-α 水平。不过,漏斗图显示可能存在发表偏倚。
多种植物源提取物和化合物对 HAG 有良好疗效。部分提取物和化合物可降低 CLO 或 RUT 评分,减少幽门螺杆菌菌落形成单位(CFU)数量,降低脲酶水平,调节幽门螺杆菌基因表达,减少抗幽门螺杆菌抗体。同时,许多提取物和化合物具有抗炎活性,可调节白细胞介素水平,降低 TNF-α、干扰素 -γ(IFN-γ)浓度,减少一氧化氮合酶(iNOS)/ 一氧化氮(NO)和环氧化酶 - 2 / 前列腺素 E?(COX-2/PGE?)水平。
研究还发现,调节 HAG 过程的主要信号通路包括核因子 κB(NF-κB)、janus 激酶 - 信号转导和转录激活因子 3(JAK-STAT3)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、Toll 样受体 4 - 髓样分化因子 88(TLR4-MyD88)、含 NOD 样受体热蛋白结构域相关蛋白 3 - 半胱天冬酶 1(NLRP3-Caspase1)、核因子红细胞 2 相关因子 2 - 血红素加氧酶 1(NRF2-HO-1)和磷脂酰肌醇 3 - 激酶 - 蛋白激酶 B(PI3K-AKT)通路。其中,NF-κB 信号通路研究最为深入,可能与 HAG 最为相关。
部分提取物和化合物能有效抑制癌前病变和胃癌,具有治疗晚期 HAG 病变的潜力。许多植物药在《中国药典》中有记载,植物源提取物和化合物主要来源于十六个科,其中菊科、豆科和蔷薇科最为常见;化合物主要分为九类,萜类化合物数量最多。
讨论
荟萃分析表明,植物源提取物和化合物具有治疗 HAG 的抗幽门螺杆菌和抗炎功效。它们通过调节多种机制和信号通路,包括抗幽门螺杆菌、抗炎、抗氧化、抗凋亡和抗增殖,改善 HAG 并阻断疾病进展。中医在治疗 HAG 方面具有巨大潜力,其综合治疗效果涵盖抗炎、抗菌、抗萎缩、抗肠化生等多个方面。
幽门螺杆菌的致病性与其定植、生存和毒力因子有关,这些因子可引发炎症反应、氧化应激和胃上皮渐进性损伤。其定植能力依赖于运动性、脲酶活性和黏附能力,毒力因子如细胞毒素相关基因 A 蛋白(CagA)和空泡毒素 A 蛋白(VacA)可导致胃组织炎症和损伤。
宿主炎症是 HAG 的关键因素,多种炎症因子与 HAG 及胃癌密切相关。促炎细胞因子如 IL-1β、IL-6、IL-8 等在 HAG 中起重要作用,抗炎细胞因子如 IL-4、IL-10 则具有保护作用。炎症相关酶如 iNOS、COX-2 等与胃癌也有关系,15 - 前列腺素脱氢酶(15-PGDH)的失活会促进肿瘤发生。
幽门螺杆菌感染可导致氧化应激失衡,产生的活性氧(ROS)和活性氮(RNS)会造成细胞损伤和 DNA 损伤。植物源物质如 Chaenomeles speciosa 总三萜类化合物等可通过调节抗氧化酶系统,降低 ROS、脂质过氧化物(LPO)、丙二醛(MDA)等水平,发挥抗氧化作用。
幽门螺杆菌定植可破坏胃黏膜屏障,导致细胞凋亡。植物源物质如槲皮素、Chaenomeles speciosa 总三萜类化合物等可调节细胞周期和 Bcl-2 家族蛋白,抑制细胞凋亡。
幽门螺杆菌相关胃癌与细胞增殖异常有关,CagA 等可上调促生存因子,干扰细胞正常生理过程。植物源物质如 Palmatine、韩国蜂胶等可通过调节相关信号通路,抑制细胞增殖。
NF-κB 通路在 HAG 中被多种刺激激活,导致炎症因子释放。Persicaria capitata、韩国蜂胶等植物提取物和化合物可通过抑制 NF-κB 通路,减轻炎症反应。
CagA 可激活 STAT3 信号通路,促进肿瘤发展。Juglans regia L.、Licorice 等植物提取物可通过调节 IL-6R/gp130/JAK/STAT3 通路,改善 HAG 病理损伤。
MAPK 通路参与调节炎症反应、细胞生长等过程。Alpinia officinarum Hance、Quercetin 等可通过抑制 MAPK 通路,减少炎症因子分泌,调节细胞凋亡和增殖。
TLR4/MyD88 通路可诱导胃炎症反应。Chaenomeles speciosa 总三萜类化合物和 Neutral corn protein hydrolysate 可抑制该通路,减轻黏膜损伤,调节细胞凋亡和增殖平衡。
许多中药在治疗 HAG 方面具有潜力,如栀子、甘草等。一些中药复方如半夏泻心汤在临床应用中显示出良好的疗效,其机制可能与多种成分协同作用有关。
部分植物源提取物和化合物已进入临床试验,如西兰花、甘草等,显示出一定的治疗效果,但仍需进一步研究确定最佳剂量和联合用药策略。
结论和未来展望
本系统综述表明,植物源提取物和化合物具有良好的抗幽门螺杆菌和抗炎特性,通过调节多种信号通路发挥作用。然而,目前纳入研究的质量中等,存在随机化方法和盲法信息不完整等问题,且所有研究均在动物模型上进行,其对人类的有效性尚不确定。
未来研究应进一步探索植物源提取物和化合物在人体中的应用,优先研究菊科、豆科和蔷薇科等植物以及萜类、生物碱、酚类和黄酮类化合物。同时,应加强临床研究,明确最佳剂量和联合用药方案,为开发治疗 HAG 的新型药物提供依据。