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研究快报 | Chinese Medicine | 嗅觉障碍治疗:中药嗅觉训练的多受体激活分子机制

导读

 

202662日,中国中医科学院眼科医院耳鼻咽喉科联合汉王科技智能感知实验室在《Chinese Medicine》(IF=5.7, 新锐分区医学1区)期刊上发表题为“A clinical and mechanistic study on traditional Chinese medicine herbs used in olfactory training”的研究论文。该研究首次系统验证了六味中药在嗅觉训练中的临床疗效,并通过大规模人类嗅觉受体功能筛选,发现中药气味分子相较于经典嗅觉训练化学气味分子能够更广泛地激活人类嗅觉受体家族,为嗅觉障碍的康复治疗提供了新的分子机制与物质基础。

 

原文链接    https://doi.org/10.1186/s13020-026-01432-x01

 

嗅觉障碍:被忽视的隐形障碍

 

嗅觉障碍(olfactory dysfunction, OD)影响约20%的普通人群,新冠感染后遗症、外伤、年龄退行性改变是临床三大高发诱因。它不仅影响食欲、安全感知和情绪,更与神经退行性疾病密切相关。传统的嗅觉训练(olfactory training, OT)通常使用苯乙醇、桉叶油醇、香茅醛、丁香酚四种化学气味分子,虽有一定疗效,但机制不清。

 

中药嗅觉训练:临床疗效初显

 

研究立足中医芳香开窍理论,选取了冰片、丁香、干姜、广藿香、肉豆蔻、辛夷六味中药制备嗅材,建立中药嗅觉训练体系(TCM-OT),采用汉王嗅觉识别试剂盒OIT、嗅觉视觉模拟量表VAS、嗅觉生活质量问卷QOD三项权威评价体系,对完成3个月干预的73例受试者(中药组36人,对照组37人)开展疗效量化评估。

 

1:中药嗅觉训练体系示意图

 

结果显示: 

在主要评估指标嗅觉识别测试(OIT)一项,中药OT组的评分改善显著优于对照组(+11.31 vs +6.22p < 0.001); 

按照既定分级标准划分轻、中、重度改善:OIT 维度中药组 27.8% 患者达显著改善、52.8% 中度改善。对标国际通用Hummel化学嗅训方案(显著有效率约30%),本研究中药嗅训27.8%的重度改善率,疗效已比肩国际主流嗅觉康复手段;

年轻患者(<60岁)获益更明显:年龄亚组分析显示,60周岁以上受试人群康复效率明显下滑,中药组60岁以上受试者无 1 例实现 OIT 显著改善,印证衰老造成嗅上皮神经再生能力衰减;

病因分层可见TCM-OT对感染后、外伤、退行性三类嗅觉损伤均有改善。

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1 中药组和对照组治疗前后的嗅觉功能评分情况

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2:中药嗅觉训练功效评估

 

中药气味分子的化学多样性

 

为探明药效物质基础,团队采用SPME-GC-MS技术对六味中药材挥发性组分进行全图谱解析,共鉴定出72种主要挥发性成分。借助PCA主成分分析、理化特征雷达图对比,四类经典OT化学单体全部落在中药挥发物的理化分布区间之内,中药挥发性成分覆盖更广的化学空间、分子结构多样性全面占优。

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3 四种传统OT化学分子与中药化学分子的理化性质对比

 

大规模OR筛选:中药气味分子激活谱显著广于传统化学分子,整合数据库后覆盖全部17OR家族

 

团队从72种组分中依据含量筛选16种高丰度单体,作为后续体外嗅觉受体靶向筛选的受试配体,涵盖(-)-冰片、丁香酚乙酸酯、柠檬烯、瓦伦烯、γ-萜品烯等关键药效物质。首先利用汉王科技构建的包含约400个人类嗅觉受体异源表达系统,对16种代表性中药气味分子和4种经典化学气味分子进行了系统的配体激活筛选。

 

16种中药气味分子激活了多个OR家族(主要包括OR1OR2OR3OR4OR5OR7OR10OR12OR14OR51OR52等),激活的受体数量和家族广度均明显优于4种经典化学气味分子(后者仅激活OR1OR2OR5OR10OR11OR14OR51OR528个家族);中药气味分子中新发现的OR-气味分子对达23对,包括4个首次被去孤儿化的受体(OR1411OR2T6OR5H15OR2F2)。

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4 中药分子和传统OT化学分子的实验筛选情况

 

为进一步评估中药气味分子的整体潜力,团队将实验数据与公开数据库(M2OROlfactionbase)相结合,并将分析范围从16种代表性成分扩展至GC-MS鉴定的全部72种中药挥发性成分。整合分析显示:中药气味分子所涉及的OR家族覆盖了全部17个人类OR家族;相比之下,4种经典化学气味分子仅涉及8个家族。

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5 中药分子和经典OT化学分子的人类嗅觉受体激活图谱

 

分子机制解析:(-)-冰片的多受体识别机制

 

以中药关键成分(-)-冰片为例,研究团队通过分子对接和分子动力学模拟,揭示了其能够激活不同OR的结构基础:冰片的羟基与受体中的极性残基形成保守氢键;其双环萜类骨架通过疏水相互作用适应不同受体的结合口袋;MM/GBSA自由能计算结果与实验EC50高度一致,验证了计算模型的可靠性。

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6 (-)-冰片与多受体的分子互作和结合分析

 

研究意义与展望

 

本研究首次从临床疗效+化学成分+嗅觉受体分子机制完整链条证实芳香中药嗅觉训练的科学价值,在中医药芳香开窍理论与现代嗅觉医学之间搭建起循证桥梁。临床层面,相较于激素喷剂与经典单一化学香精嗅疗,六味复方中药凭借多组分协同优势实现更广谱嗅觉修复,为感染后、外伤及老年性嗅觉障碍提供非侵入式新型康复方案;基础研究层面,首次证实中药挥发物可全覆盖人类17大类嗅觉受体,破解了传统中药芳香通窍的分子机理,新发现23组气味-受体作用配对、完成4个孤儿嗅觉受体去孤儿化,丰富人类嗅觉组学基础数据。

 

未来研究将聚焦成果临床转化:一是基于72种挥发性成分数据精简药味,筛选最优活性单体配比,研发标准化、便携化中药嗅剂产品;二是针对高龄人群嗅神经再生偏弱特点,优化配方与训练频次,开发个体化老年专用嗅疗方案;后续计划开展多中心随机双盲大样本临床试验以完善循证依据,为该嗅疗方案写入嗅觉障碍相关诊疗指南积累研究数据。


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