一、幽门螺杆菌危害及防治困境
幽门螺杆菌感染危害人体健康,与多种胃部疾病密切相关。几乎所有幽门螺杆菌感染的人群中都存在不同程度的慢性活动性胃炎,部分人群会发生消化性溃疡,包括胃溃疡和十二指肠溃疡等,还有感染者会发生胃恶性肿瘤,如胃癌、胃黏膜相关淋巴组织淋巴瘤。
我国幽门螺旋杆菌感染率在 50% 左右,北方地区高于南方,不同国家、地区、种族等的该菌感染率不尽相同。中国疾控中心传染病预防控制所等单位发布的《中国幽门螺杆菌感染防控》白皮书指出,我国幽门螺杆菌人群感染率近 50%,不同人群感染率在 35.4% - 66.4% 之间,农村感染率高于城市,成人感染率高于儿童。
传统治疗幽门螺杆菌的方法主要采用四联疗法,由质子泵抑制剂、铋剂以及两种抗生素组成。然而,这些药物存在诸多副作用。比如,质子泵抑制剂长期服用可能引发腹胀、便秘、腹泻、恶心等症状,有些可能会出现头晕、失眠、头痛的症状;抗生素类药物会对肠胃造成刺激,引发烧心、腹泻、反酸等症状,长期服用可能会对肝肾功能造成一定的损伤,同时还会破坏肠胃自然生态,导致肠道菌群失衡;铋剂常见的副作用是会造成黑色大便,有些会出现便秘、恶心的症状。此外,抗生素治疗若未完全将细菌消除,存活的细菌极有可能产生抗药性,导致将来抗生素治疗无效的困扰,对抗生素的过敏反应严重时可导致休克。
二、岩藻多糖的发现与特性
(一)历史沿革
1913 年,瑞典科学家 Kylin 教授在乌普萨拉大学首先在海带中发现了一种黏滑成分,并将其命名为 “Fucoidan”,即岩藻多糖。此后,众多学者对岩藻多糖进行了深入研究。1931 年,Bird 和 Haas 教授用乙醇沉淀的方法从掌状海带中提取出岩藻多糖,首次将其定义为含有硫酸基的多糖化合物。1937 年,Gulbrand Lande 教授采用乙醇沉淀法从掌状海带中提取出岩藻多糖,通过盐酸蒸馏的方法推测出其中含有岩藻糖。1948 年,Vasseur 教授首次发现海洋无脊椎动物(海胆)体内也含有岩藻多糖。1950 年,Percival 和 Ross 教授通过对不同褐藻中的岩藻多糖分离纯化,证实不同褐藻所含岩藻多糖的结构不同,其中,岩藻糖和硫酸基含量各不相同。
(二)成分与来源
岩藻多糖是一种含有硫酸基团的水溶性多糖,其主要成分是岩藻糖和硫酸基,除此之外,还含有少量的木糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖和葡萄糖醛酸等,有的还含有蛋白质、钠、镁、钙、钾等金属离子。岩藻多糖主要存在于褐藻中,如裙带菜、海带、墨角藻、羊栖菜和昆布等,也存在于一些棘皮动物中,如海参、海胆和鲍鱼。在褐藻中,岩藻多糖含量极少,在新鲜海带中含量仅约为 0.1%,在干海带中为 1% 左右,是十分宝贵的海藻活性成分。由于褐藻的种类、生长气候、产地甚至是同一品种的部位不同,岩藻多糖的含量、结构、组成也不尽相同。例如,海带叶片的岩藻多糖含量比颈部高;受生长季节和产地影响,7 - 12 月含量较高,3 - 4 月则相对较低;我国青岛和福建所产海带中岩藻多糖的硫酸基主要位于 C - 4 位上,大连所产海带中岩藻多糖的硫酸基主要位于 C - 2 和 C - 3 位上。
三、岩藻多糖清除幽门螺杆菌的机理
(一)与幽门螺杆菌结合
岩藻多糖的主要成分是岩藻糖和硫酸基,其中硫酸基能够与幽门螺杆菌上的供体蛋白结合。当岩藻多糖进入胃部后,无论是已经粘附在胃壁上还是游离在胃中的幽门螺杆菌,都会被岩藻多糖包裹。岩藻多糖是一种大分子多糖,它不会被消化系统吸收,最终会随着机体新陈代谢被排出体外。有关数据显示,截至 2017 年,中国幽门螺杆菌感染率保守估计在 60% 以上,超过 8 亿人被感染。面对如此庞大的感染人群,岩藻多糖这种物理吸附的方式为清除幽门螺杆菌提供了新的途径。
(二)增强胃黏膜免疫力
岩藻多糖还可以增强胃黏膜的免疫力。它能够活化巨噬细胞、T 细胞以及自然杀伤细胞。这些免疫细胞能够清除体内异物,如细菌、病毒及癌变细胞。因此,岩藻多糖可以通过增强胃黏膜免疫力清除幽门螺杆菌,并同时抵制其入侵。例如,2019 年明月海藻集团海藻活性物质国家重点实验室与青岛大学附属医院共同开展 “岩藻多糖清除幽门螺杆菌临床试验”,结果显示,单独使用岩藻多糖的清幽率高达 77.3%,与标准四联疗法清幽率接近。同时,岩藻多糖还可显著改善受试群体消化系统症状,不良反应发生率显著下降。
(三)抑制脲素酶活性
岩藻多糖会抑制幽门螺杆菌脲素酶的活性,保护胃的酸性环境,避免破坏胃部 pH 平衡。幽门螺杆菌释放的脲素酶分解尿素产生氨,从而保持细菌周围中性环境,有利于其在胃黏膜表面定植。而岩藻多糖通过抑制脲素酶的活性,减少氨气的产生,减轻幽门螺杆菌对胃黏膜的损伤。此外,岩藻多糖还能够阻止幽门螺杆菌释放毒素,对由幽门螺杆菌造成的胃黏膜损伤进行修复。
(一)动物实验与人群试验
动物实验表明岩藻多糖在浓度 100μg/mL 时,能够有效抑制 Hp 与胃黏膜黏蛋白的结合;每天喂食 0.5% 的岩藻多糖溶液,可以减轻小鼠由 Hp 引起的胃炎症状,同时能够改善胃炎,降低胃的重量。韩国国立忠北大学临床试验中,感染幽门螺杆菌的 C57BL/6 小鼠每天服用 100mg/kg 的岩藻多糖,持续两周,结果显示小鼠幽门螺杆菌的根除率达 83.3%。
在对幽门螺杆菌阳性人群的临床试验中,每天服用 1 克岩藻多糖,持续 8 周,Hp 的阳性率下降为只有 30%。2019 年,岩藻多糖食品生产许可终获国家食品药品监督管理局认证,并授予青岛明月海藻集团。明月海藻集团海藻活性物质国家重点实验室与青岛大学附属医院共同开展 “岩藻多糖清除幽门螺杆菌临床试验”,试验结果表明,单独使用岩藻多糖的幽门螺杆菌清除有效率达 77.3%,且受试者未出现恶心、口中金属味、食欲不振、腹痛、腹泻、黑便、转氨酶升高等四联疗法常见的副作用。
(二)联合疗法优势
岩藻多糖联合标准四联疗法可有效根除幽门螺杆菌。研究共设计 3 个组,按照 1:1:1 的比例进行随机分配。Ⅰ 组(标准四联疗法)30 例,Ⅱ 组(标准四联疗法 + 岩藻多糖)30 例,Ⅲ 组(岩藻多糖 + 标准四联序贯组)30 例。I 组(标准四联疗法)清除幽门螺杆菌的有效率为 84.60%;II 组(标准四联疗法 + 岩藻多糖)清除幽门螺杆菌的有效率为 100%;III 组(岩藻多糖)清除幽门螺杆菌的有效率为 77.30%。临床试验结果显示,单独使用岩藻多糖具有较高的清除幽门螺杆菌的有效率,且不适症状远低于四联疗法。岩藻多糖与四联疗法联合使用清幽有效率最高,为充分开发岩藻多糖的潜在治疗价值提供了数据支持。
五、岩藻多糖的应用前景
岩藻多糖在清除幽门螺杆菌及调理胃肠道方面展现出了广阔的应用前景。
在功能性食品领域,岩藻多糖具有巨大的潜力。2019 年,青岛明月海藻集团成为国内首家获批岩藻多糖食品生产许可证的企业,其所生产的清幽乐植物饮品、褐藻植物饮品、岩藻宝压片糖果等,均以岩藻多糖为主要原料,在调理胃肠道方面效果显著。随着消费者对健康食品的需求不断增加,以岩藻多糖为核心的功能性食品市场有望迎来快速发展。
从全球市场来看,岩藻多糖市场不断增长。主要的参与角色集中在日本、韩国、美国、澳大利亚等国家,他们在积极抢占市场并且深挖这一原料,从原料的科研到下游终端产品都有涉及。岩藻多糖可广泛应用于食品、饮料、医药、化妆品、保健品等行业。在国外,岩藻多糖已经广泛应用在保健食品、膳食补充剂、饮料、糖果中,也被用于面霜、乳液和洗发水等产品中,并作为治疗血栓及癌症的候选药物已进入临床应用阶段,同时也开展了其在治疗艾滋病和白血病方面的研究。
对于我国而言,在岩藻多糖的原料和技术方面都更具优势。随着经济的快速发展,社会老龄化加剧,当代人们对于健康保健的需求也会越来越重视。2020 年初,庚子荆楚一疫更加将健康、保健提到了未来十大发展产业趋势之一,岩藻多糖也将会迎来快速增长的高峰期。
360 Market Updates 市场数据显示,全球岩藻多糖市场规模将从 2018 年的 3000 万美元增至 2025 年的 3800 万美元,预测期间(2019 - 2025)的年复合增长率为 3.4%。这一数据充分说明了岩藻多糖市场的发展潜力。
在未来,岩藻多糖有望成为胃肠道健康解决方案的新选择。以青岛明月海藻集团为例,其专注岩藻多糖等海藻活性物质的研发与应用,提供从原料生产、功效验证、组方复配到代工生产的以岩藻多糖为核心的一站式胃肠道健康解决方案,为消化健康类产品研发提供了新思路、为消费者健康带来新选择、为人类健康事业加码。