综述:抗脲酶疗法:一种在保留肠道微生物群的同时减轻幽门螺杆菌抗生素耐药性的靶向方法

【字体: 时间:2025年05月29日 来源:Gut Pathogens 4.4

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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。
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