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本综述聚焦幽门螺杆菌(H. pylori)抗生素耐药难题,探讨无抗生素替代疗法,重点阐述抗脲酶策略。脲酶是 H. pylori 关键毒力因子,靶向抑制该酶可选择性削弱细菌,且不破坏肠道菌群。文中分析天然、半合成及合成抗脲酶化合物的作用机制与潜力,为 H. pylori 治疗提供新方向。
幽门螺杆菌(H. pylori)是一种革兰氏阴性微需氧螺旋菌,定植于人类胃上皮,与慢性胃炎、消化性溃疡及胃癌等多种胃肠道疾病相关。其致病机制依赖脲酶(Urease)、细胞毒素相关基因 A(CagA)、空泡毒素 A(VacA)等毒力因子。脲酶通过催化尿素水解为氨和二氧化碳,中和胃酸,为细菌创造适宜生存的微环境,是 H. pylori 定植和致病的关键因素。
传统抗生素疗法如三联或四联疗法,因抗生素耐药性上升(如克拉霉素、甲硝唑耐药)及长期使用质子泵抑制剂(PPI)导致肠道菌群失调等问题,疗效逐渐下降。因此,探索无抗生素替代疗法成为研究热点,包括植物化合物、益生菌、纳米颗粒、噬菌体疗法、抗菌肽、疫苗及抗脲酶化合物等。
抗脲酶疗法因其靶向性备受关注。H. pylori 脲酶(HPU)由 UreA 和 UreB 亚基组成,具有独特的四面体结构和镍依赖催化位点。其活性受镍离子转运蛋白(如 NixA、FrpB4)、辅助蛋白(UreE、UreF、UreG、UreH)及尿素通道蛋白 UreI 等调控。由于人类基因组和肠道微生物群中缺乏脲酶基因,靶向 HPU 可避免对有益菌群的影响。
天然抗脲酶化合物包括植物提取物(如金合欢、牛角瓜提取物)、黄酮类(槲皮素、儿茶素)、生物碱(小檗碱、吴茱萸碱)及精油(百里香、雪松油)等。例如,槲皮素通过非竞争性抑制机制抑制脲酶,小檗碱可干扰脲酶成熟过程。半合成化合物如硫代萝卜硫素、莫林衍生物,通过化学修饰提高效力和稳定性。合成化合物包括金刚烷硫脲共轭物、巴比妥酸衍生物、铜钴配合物等,部分化合物如 N-(金刚烷 - 1 - 基氨基甲酰硫基) 辛酰胺(3j)表现出纳摩尔级抑制活性。
抗脲酶化合物的作用机制包括与脲酶活性位点镍离子螯合、干扰辅助蛋白功能(如 UreG 的 GTP 酶活性)、抑制尿素通道等。研究通过分子对接、体外脲酶测定及体内动物模型验证其有效性,部分化合物在小鼠模型中显示出高效的 H. pylori 根除率和低毒性。
尽管抗脲酶疗法前景广阔,但仍面临挑战,如化合物生物利用度低、胃酸环境稳定性差及临床前研究向临床试验的转化。未来需深入开展结构 - 活性关系(SAR)分析,开发高选择性抑制剂,并评估其对肠道菌群的影响,以推动抗脲酶药物的临床应用,为 H. pylori 感染治疗提供更安全有效的选择。