还记得小时候，妈妈常告诉我，不要吃太多糖，小心牙齿长“虫”。长“虫”了，导致的牙痛，茶友们有体会过吗？
其实牙齿长“虫”，是口腔疾病的一种；常见的口腔疾病包括：龋齿、牙周炎、牙髓炎、黏膜疾病和口臭等。引起口腔疾病最主要的致病原因之一就是由口腔中的致病微生物引起的；因此今天荼小茶就为茶友们介绍茶多酚在口腔微生物防治中的研究和应用。
荼小茶，分享的这篇文章是2019年发表在《Archives of Oral Biology》的最新综述《Tea polyphenols: The application in oral microorganism infectious diseases control》，下面荼小茶将为茶友们介绍这篇文章的主要内容。
该文章亮点
1、茶多酚（TPs）对主要口腔病原菌的抑制浓度和机制研究的综述。
2、茶多酚在口腔健康方面的临床应用综述。
3、不同茶类中不同类型茶多酚的比较。
4、提出未来研究和临床应用的可能方向。
摘要部分
茶是世界上最受欢迎的饮品之一，茶富含多酚，有益于人类的健康。在人类口腔中，有超过750种不同种类的细菌生活在牙菌斑内，其中一些细菌是通过产生毒性因子及其代谢产物导致口腔疾病发展的病原体。已有许多研究报道茶多酚对某些口腔致病微生物有明显的抑制作用。
一、前言简介
茶因其健康益处及独特口感，已成为近几十年来的研究热点之一。茶的发展也是从药用→食用→饮用的过程，而且现代科学已证明了茶的药用价值。一些研究表明，茶中的多酚可以增强人体的免疫力，降低各种疾病的风险；此外，茶多酚由于其清除自由基的能力，在预防肥胖、心血管疾病、抗诱变和抗癌治疗中发挥重要作用。
不同工艺加工的茶叶中的茶多酚类型不同；未发酵的绿茶主要含有的是儿茶素（catechins）；发酵的红茶含有儿茶素、茶黄素（theaflavins）和茶红素（thearubigins）；半发酵的乌龙茶含有儿茶素和茶黄素。
主要的儿茶素包括：（+）-儿茶素、（-）-儿茶素、（+）-表儿茶素（EC）、（-）-表儿茶素（EC）、（-）-儿茶素-3-没食子酸酯（CG）、（-）-没食子儿茶素（GC）、（-）-没食子儿茶素-3-没食子酸酯（GCG）、表儿茶素-3-没食子酸酯（ECG）、（-）-表没食子儿茶素（EGC）和（-）-表没食子儿茶素-3-没食子酸酯（EGCG）。茶黄素是因儿茶素被酶促氧化后形成的，包括：茶黄素（TF）、茶黄素-3-没食子酸酯（TF3G）、茶黄素-3'-没食子酸酯（TF3'G）和茶黄素-3,3'-双没食子酸酯（TF33'G）。具体化学结构见下图。
茶多酚具有很强的抗氧化作用，尤其是EGCG的还原性是L-抗坏血酸（维生素C）的100倍。在4种主要儿茶素化合物中，抗氧化能力依次为EGCG>EGC>ECG>EC。茶多酚还具有抗菌功能，近年来的研究表明，茶多酚的预防作用机制主要是通过抑制微生物在牙釉质表面的黏附和生长以及毒性因子的表达来实现的。
二、对龋齿病原体（caries pathogens）的影响
龋齿是一种慢性传染病，表现为牙釉质脱矿；致龋细菌、饮食、宿主易感性和时间积累是导致龋病发生的四个基本原因。致龋细菌通过碳水化合物的代谢，有助于生物膜的形成、产酸和适应复杂的环境压力，从而导致龋齿的发生和发展。天然茶提取物对牙菌斑（plaque）的毒性有不同的抑制作用。有研究证明，服用绿茶多酚片的受试者的牙菌斑指数显著低于对照组；茶多酚具有明显的抗龋齿活性。
2.1、变形链球菌（Mutans streptococci）
变形链球菌是主要的致龋菌，它们黏附在牙齿表面是龋齿产生的第一步。gtfB、gtfC和gtfD是最常报道的毒性基因，其中编码的葡萄糖基转移酶（glucosyltransferases，Gtfs）可合成细胞内多糖（intracellular polysaccharides，IPS）和细胞外多糖（extracellular polysaccharides，EPS）。EPS对于细菌牢固地黏附在牙齿表面上是必不可少的，且它有助于牙菌斑的形成；变形链球菌的关键致龋因子包括耐酸性和产酸。
一些研究表明，绿茶和红茶中的茶多酚可以抑制变形链球菌的生长和蔗糖合成葡聚糖。关于Gtfs的调节作用，Nakahara等发现乌龙茶提取物（OTE）对变形链球菌有明显的Gtfs抑制作用。同时，他们还发现，OTE对变形链球菌的生长没有明显的影响，但通过抑制Gtfs的活性，它能显著减少大鼠的斑块积累和龋齿的发生。最近的一项研究还证实，EGCG通过抑制gtfB、gtfC和gtfD基因的表达，对变形链球菌的初始附着表现出剂量依赖性抑制作用。
乳酸脱氢酶和烯醇化酶是促进酸产生的主要酶；研究发现EGCG通过降低F1F0-ATP酶和乳酸脱氢酶的活性来抑制酸性和耐酸性，并在转录水平和酶水平上抑制相关基因的表达。茶多酚对变形链球菌抑制作用的综合机制见下图。
研究还表明，茶多酚的抑制作用与儿茶素的聚合度呈正相关，也即聚合度越高，抗菌抑制效果越好。
下图总结了不同浓度茶多酚对变形链球菌的抑制作用。推断12μg/ml可能是绿茶提取物（GTE）最低的体外抑制作用浓度，而体内最低浓度分别为500μg/ml（OTE）和1000μg/ml（GTE）。
有一项人体试验测试了OTE的抗菌斑作用，发现每天漱口9次（每次的方法是：用20 ml 0.5mg/ml OTE溶液连续漱口5次，每次10秒），牙齿菌斑沉积显著减少。在另一项研究中，EGCG、GCG和CG的浓度分别为0.35、0.64和0.01mg/ml，显示出最好的抗菌活性。
2.2、乳杆菌（Lactobacillus）
乳杆菌是口腔正常菌群的主要成员之一，其致龋能力包括显著的嗜酸性、耐酸性和口腔定植性。在体外研究中，茶多酚以8.0mg/ml的浓度有效抑制乳杆菌的生长和产酸；随着茶多酚浓度的增加，酸产量下降；进一步的体内研究发现，用GTE漱口的人乳杆菌的菌落数量显著减少。
2.3、黏性放线菌（Actinomyces viscosus）
黏性放线菌是口腔中的一种革兰氏阳性细菌，它能附着在牙齿表面，发酵各种碳水化合物产生酸；此外，黏性放线菌还对龋齿根表面的胶原蛋白具有很强的亲和力。研究发现茶多酚在500μg/ml的浓度下依然可以抑制其生长和酸的产生。
三、对牙周炎病原体（periodontitis pathogens）的影响
牙周炎是一种影响牙齿支持组织的慢性炎症性疾病。牙周组织的破坏主要是由牙周病原体造成的，致病过程主要包括最初的黏附、牙菌斑形成、宿主反应的刺激、毒性因子和炎症介质直接或间接破坏牙槽骨等。
牙龈假单胞菌（Porphyromonas gingivalis）是革兰氏阴性厌氧菌，存在于人牙龈缝隙部位，具有多种致病因子。牙龈假单胞菌的I型菌毛（FimA）负责生物膜形成，黏附于牙龈上皮细胞和刺激炎症反应；血细胞凝集素（Hemagglutinins，Hem）通过与宿主细胞上的寡糖受体结合，也有助于牙龈假单胞菌的定植；除此之外，牙龈假单胞菌还具有产生细菌性蛋白酶的能力，如中性粒细胞弹性蛋白酶、胶原酶，尤其是半胱氨酸蛋白酶，它们能够降解细胞外基质蛋白，促进细菌渗入宿主细胞，并引发炎症反应。茶多酚对牙龈假单胞菌的抑制作用浓度见下图。
以茶黄素为主要多酚的红茶，通过抑制牙龈蛋白酶活性和转录水平下MMP-1和MMP-2分泌，对牙龈假单胞菌的浮游细胞和生物膜均有抗菌作用；此外，茶黄素还可影响牙龈假单胞菌的毒性，抑制由MMP介导的炎症反应。
绿茶中的主要多酚成分是EGCG，与其他多酚类化合物相比，EGCG对牙龈假单胞菌的生长和黏附具有最好的抑制作用。动物实验表明口服EGCG后，炎症水平显著下降，骨质流失也显著减少，表明EGCG可缓解由牙龈假单胞菌引起的牙周炎。
体外实验证明茶多酚可抑制牙龈假单胞菌的生长和黏附，抑制基质金属蛋白酶，中性粒细胞弹性蛋白酶和胶原酶的催化活性；同时，在125-500μg/ml浓度范围内，EGCG可通过减少宿主定植、组织破坏和血红素等主要毒性因子基因的表达及增加应激蛋白htrA基因的表达，从而抑制牙龈假单胞菌的生长及其对口腔上皮细胞的黏粘附。茶多酚对牙龈假单胞菌的作用机理如下图。
四、对牙髓病病原体（pulposis pathogens）的影响
牙髓病（Pulposis）是由物理、化学或生物因素刺激引起的牙髓炎症性疾病；牙髓病通常会引起疼痛，有时会导致牙齿脱落。细菌是该病最重要的致病因素之一；一旦牙齿的硬组织或牙周被破坏，牙髓就会立即被细菌侵入。当病原体侵入肉质部分或髓时，其脂多糖（LPS）、毒性酶、菌毛、胶囊和代谢物会直接破坏组织或诱导宿主的炎症反应。
粪肠球菌（Enterococcus faecalis）是与根管感染有关的机会性病原体之一，发病率在24-77%之间，粪肠球菌的致病因子包括黏附素、细胞溶解素、丝氨酸蛋白酶和明胶酶，这些都有助于细菌生物膜的形成、致病调节和宿主免疫反应。EGCG已被证明可有效抑制粪肠球菌的生物膜形成，最小抑制浓度为5μg/ml。
五、对口臭病原体（halitosis pathogens）的影响
口臭（口腔恶臭）源于细菌代谢产生的挥发性硫化物（VSCs）；其中最重要的病原体之一是摩尔梭菌（Solobacterium moorei），主要分布在舌背后部。蛋白水解细菌能降解蛋白质，产生半胱氨酸和蛋氨酸，进一步反应形成硫化氢和甲硫醇。
在一项研究中，研究了GTE和EGCG对摩尔梭菌生长和几种口臭相关特性的影响。GTE和EGCG对摩尔梭菌的最小抑制浓度分别为500μg/ml和250μg/ml；此外，125μg/m的EGCG抑制β-半乳糖苷酶基因的表达和β-半乳糖苷酶的活性，β-半乳糖苷酶是VSCs合成的关键酶。
六、对口腔黏膜疾病（oral mucosal diseases）相关病毒的影响
许多微生物可以感染口腔黏膜，包括细菌、病毒、真菌、螺旋体、支原体等。病毒在宿主细胞之间的快速传播和其寄生虫的广泛破坏导致口腔黏膜的溃疡和疱疹。通过抑制病毒的生长或侵入，茶多酚降低了一些口腔黏膜感染疾病的患病率。
6.1、人类免疫缺陷病毒（HIV）
HIV是一种感染人体免疫系统细胞的逆转录病毒，导致免疫系统缺陷。EGCG通过抑制酪蛋白激酶II（CK-II）介导的HIV-1逆转录酶（RT）在DNA依赖性DNA聚合酶（DDDP）、RNA依赖性DNA聚合酶（RDDP）和核糖核酸酶H（RNase H）上的磷酸化来抑制逆转录酶和细胞DNA和RNA聚合酶的活性；EGCG还具有破坏病毒颗粒的抗蛋白酶活性；因此，EGCG可以在HIV生命周期的不同阶段抑制HIV的增殖。
6.2、单纯疱疹病毒（Herpes simplex virus，HSV）
HSV-1是包膜的双链DNA病毒，具有约152Kb的基因组和直径约200nm的衣壳，它会引起感冒和口腔病变。HSV的包膜糖蛋白C可与上皮细胞上的细胞表面蛋白多糖硫酸肝素结合，并且其糖蛋白D可与进入受体结合，使HSV可以牢固地附着于宿主细胞并安全地侵入细胞。一项研究发现，p-EGCG（棕榈酸酯改性EGCG）在水溶液中比EGCG更有效、更稳定。它可在50μM浓度下降低糖蛋白表达来抑制HSV-1对Vero细胞的吸附，且在75μM浓度下阻碍Vero细胞中裂解循环的完成。
七、未来可能的研究方向
随着微生物群和基因组学研究的发展，茶多酚对牙菌斑生物膜的影响可以从更宏观和整体的角度进行研究。不同类型茶多酚的抗菌效果不同，未来分离并研究不同类型及纯度的茶多酚类的活性需要进行更深入的研究。分子结构的变化导致EGCG与其他TPs的活性差异，且p-EGCG相对EGCG的活性增加，可对分子结构改性进行研究。
荼小茶总结下，茶多酚有助于预防可导致口腔疾病（如龋齿、牙周炎、牙髓病、口臭等）的病原微生物，从而提高我们的口腔卫生和健康。研究也表明，不同种类的茶、茶多酚类具有不同的活性；不同茶多酚类型的配伍也可增强功效活性；因此未来开发口腔健康相关的茶制品，是具有的市场需求及理论基础支持的，期待看到更多相关产品面市。
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参考资料
《Tea polyphenols: The application in oral microorganism infectious diseases control》
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