含聚季銨鹽-16的香體液對減少腋臭功效的研究

在動物界，氣味可以觸發和控制各種反應，如身體的氣味用于社交[1]。然而，在現代西方社會，體味卻受到相當的排斥。

體味主要源于人體為降低體溫而進行的排汗，如在體力勞動和運動時，或情緒緊張、恐懼、焦慮和疼痛時。整個人體表面幾乎都覆蓋著不同類型的汗腺（1.6~5×106）[2]。腋窩具有大量的小汗腺（外分泌腺）和大汗腺（每個腋窩超過25,000 個）[3]。小汗腺主要負責調節體溫。它們分泌由電解質、有機和無機化合物組成的液體，在腋窩中形成潮濕的環境。小汗腺的組成依身體部位不同而有所不同[4]。但是，大汗腺早在出生時已存在，并在青春期開始時產生一種含有蛋白質、脂質和類固醇的油狀無味液體[5]。此外，由于大汗腺和皮脂腺都通向毛囊，所以大汗腺分泌的汗液很可能混有皮脂[2,6]。

人類腋窩的形狀獨特，它能夠形成一個溫暖潮濕的環境。在這種潮濕的環境中，細菌可以大量生長繁殖[7]。腋窩菌群主要由葡萄球菌，有氧棒狀桿菌，丙酸桿菌和微球菌四大類組成[8]，其中葡萄球菌和棒狀桿菌是最重要的類型。這些細菌將大汗腺分泌的無味汗液分解成人體揮發性氣味難聞的物質[9]，而小汗腺分泌的汗液仍無臭味。

在生化水平上，短鏈和中鏈揮發性脂肪酸，硫代醇和少量的16-雄烯類固醇導致腋臭。具體來說，棒狀桿菌將Na- 酰基谷氨酸水解成中鏈（C6-C10）揮發性脂肪酸，如（E）-3-甲基-2-己烯酸（3M2H）和3- 羥基-3-甲基己酸。葡萄球菌代謝支鏈脂肪族氨基酸形成短鏈（C2-C5）揮發性脂肪酸，棒狀桿菌和葡萄球菌從L-半胱氨酸和L- 半胱氨酰甘氨酸綴合物生成硫代醇[9-11]。此外，還有證據表明，腋臭受遺傳因素[12] 和種族血統的影響[13]。

含大量有氧棒狀桿菌的腋窩具有強烈的體味，而葡萄球菌占主導地位的腋窩則顯示較弱的氣味[7,14,15]。有趣的是，女性多為葡萄球菌主導型，而男性多為棒狀桿菌主導型[16]。在不同個體之間，腋窩菌群多樣性很普遍。一個人的左右腋窩之間也可以檢測到輕微的不同[17]。

身體或腋窩的臭味減少可以增加自信和自我感知方面的吸引力[18]，有助于增加社會信心。人類可通過不同的方法實現減少腋臭：抑制細菌生長，防止汗液分泌，抑制酶菌反應，吸收汗液和臭味及中和氣味[19]。

通過預防或限制細菌生長來防治腋臭形成最為常見[20]。考慮到全球對有效和皮膚體驗舒適的香體液日益增長的需求，我們研究了陽離子聚合物的抗菌活性。我們進一步研究了抗菌效果最好的聚合物（聚合季銨化合物）的抗菌防臭功效。這種聚合季銨化合物（分子質量約40,000~400,000）不滲透皮膚[21]，因此這種新型香體液配方同時具有抗菌活性和皮膚相容性。

材料和方法

研究開始前，所有志愿者對腋窩環境標準化處理（研究Ⅰ：5天；研究Ⅱ：7天）。一種特殊無味的標準皂（Baktolin? Basic Pure，pH 5.5；Bode Chemie）被提供給志愿者，用來消除腋窩中的殘留難聞物質。研究開始前和整個研究期間，志愿者禁止使用止汗劑或香體液和化妝品。測量前24小時，志愿者禁止食用辛辣食物。測量前5天（研究Ⅰ）或1天（研究Ⅱ），禁止進行桑拿洗浴，游泳及劇烈體育運動。處理和測量的間隙，受試者禁止使用肥皂和除臭產品。

研究Ⅰ

測試香體液配方

DEO1：DEO1是含有1.0％ PQ-16的含香微乳液。它包括水，異硫氰酸酯-20，石蠟油，丁二醇，異硬脂酸甘油酯，甘油，香草，PQ-16，馬鞭草提取物，貝類提取物，海藻油，丙二醇，PEG-10二硬脂酸酯，EDTA三鈉，芳樟醇，香茅醇，香葉醇，芐醇，α-甲基紫羅蘭酮和檸檬烯。

DEO2：DEO2是一種市面出售的香體液，宣稱24小時防止身體異味（Rexona Women Shower Clean）。DEO2含有醇類，水，羥丙基纖維素，香脂，二氧化硅，α-甲基紫羅蘭酮，芐醇，水楊酸芐酯，丁基苯基甲基丙酸，香豆素，肉桂酸己烯酯，檸檬烯和芳樟醇。

DEO3：DEO3與DEO1的含香微乳液成分相同，但含有10％ACH，不含PQ-16。

體內菌群評估

我們建立兩個組對DEO1 的抗菌作用進行體內研究：（1）對17名志愿者（9女8男，21~59歲） 評估比較DEO1和DEO2的功效；（2）對20名志愿者（11女9男，21~61歲）評估比較DEO1和DEO3的功效。對照組單組進行研究，對配方進行盲測。在基準時刻，所有受試者顯示腋下菌數＞ 104。

受試者有兩個測試區域，每個腋窩一個，約10×10厘米。處理（分別為DEO1和DEO2或DEO1和DEO3）位置隨機分配。

確定基準線數值后，志愿者清洗腋窩30秒后徹底干燥。根據ASTM標準E1207-14[22]，隨后使用約500mg（正常條件下使用香體液的劑量[22]）的DEO1，DEO2或DEO3分別涂抹于左右腋窩，隨后干燥4分鐘。

腋窩菌群的測定

我們在受試者使用香體液前及之后1，2，4，24和48小時對腋窩進行菌群抽樣。我們使用磷酸鹽緩沖液清洗腋窩指定區域，并在沖洗液中測定總細菌數。

首先，將聚四氟乙烯環（直徑2cm）放在腋下皮膚上，并裝入1mL 0.067M磷酸緩沖液（pH 7.9，含有0.1％ Triton X-100）。然后用塑料鏟摩擦皮膚表面1分鐘[23]。隨機選擇腋窩不同位置（上，中，下）在每個時間點對細菌取樣。

為測定菌群形成數量，將0.2mL沖洗液用0.8mL中和培養基稀釋。放置在80g AC培養基（All Culture Broth）中的中和介質由37g L-1 心腦浸液，5g L-1D（+）葡萄糖（均來自Merck）和1mL L-1 Tween-80 組成，其中含有2.4g Tween-80（Merck），0.24g卵磷脂（Alpha Aesa）和0.08g組氨酸（Merck）。之后，將0.1mL稀釋液置于含有5％綿羊血和1％ Tween-80（均來自Media Products Groningen）的哥倫比亞瓊脂平板上。37℃恒溫孵育48小時后，使用Countermat Flash Spiral Plater（I ＆ L Biosystems GmbH）計數菌群數目，并計算總菌群數量。

研究Ⅱ

我們使用一組訓練有素的評估人員研究DEO1在減少腋臭方面的功效性。研究分兩部分：A）研究比較DEO1與DEO2和基準值；B）分析比較DEO1與DEO3和基準值。對照組研究隨機進行。

所有參與研究志愿者（A部分35名，B部分38名）均完成研究。但受試者必須在24和48小時的基準值測量時顯示最低腋臭強度（嗅覺評分≥ 2.0）（表1）。不是所有受試者都達到這個標準，因此并非所有數據都可用于分析。A部分，24小時，28名受試者符合標準（12女16 男，22~64歲）。48小時，34名受試者符合標準（15女19男，19~64歲）。B部分，24小時，29名受試者符合標準（12女17男，21~62歲）。48小時，31名受試者符合標準（13女18男，19~63歲）。

表1. 直接鼻聞評估的腋臭強度分級

定量直接鼻聞測試

預處理階段后，志愿者使用無味標準肥皂清洗腋窩30秒。之后，一只腋窩用DEO1處理，對側腋窩用DEO2或DEO3處理（處理位置隨機分配）。

評估人員在24和48小時后通過直接鼻聞評估腋臭強度。六名訓練有素的小組成員（4女2男）依據從0（無腋臭）到5（非常強的腋臭）（表1）的范圍評估腋臭強度。評估成員每年接受兩次培訓[24]。確定基準值后，志愿者立即用無味肥皂清洗腋窩30秒。然后研究人員將約500mg的香體液涂抹于指定腋窩[22]。香體液處理24和48小時后再次評估腋臭強度。

統計

基于雙側假說檢驗，我們選擇0.05的顯著性水平進行統計學分析，使用Microsoft Excel和SAS軟件包。

體內菌群評估

細菌計數經對數（log10）轉化表示為原始數據，并使用Wilcoxon 符號秩檢驗進行比較。

通過感官（鼻聞）評估確定香體液減少腋臭的程度。

評估前，先對每個受試者的所有鼻聞評估值算數平均值作為“原始腋臭分數”。因為這些數據需要進行正態變換，所以我們對原始腋臭分數經Blom轉換后的序數進行分析。我們通過分析協方差來評估處理效果。為與基準值比較，我們進行了方差分析。

結果

研究數據顯示，三種香體液在受試者中的耐受性良好。

體內菌群評估

為確定使用香體液處理后，（i）DEO1與DEO2相比和（ii）DEO1與DEO3相比，腋窩細菌減少的數量，志愿者在基準時刻t0和使用香體液處理后1，4，8，24和48小時對雙側腋窩菌群進行測定。

組1中，與基準值相比，使用DEO1處理1小時（P=0.0001），4小時（P≤0.0001），8小時（P ≤ 0.0001）和24小時（P=0.0079）后，log10細菌計數顯著降低。經DEO2 處理1 小時（P=0.0008）和4 小時（P=0.0008）后，log10細菌計數顯著降低。而在24小時（P=0.0150）和48小時（P=0.0011）后，log10細菌計數顯著升高（圖1A）。

組2中，與基準值相比，經DEO1處理1小時（P≤0.0001），4小時（P ≤0.0001） 和8小時（P≤0.0001）后，log10細菌計數顯著降低。經DEO3處理1小時（P≤0.0001），4小時（P=0.0003）和8小時（P=0.0003）后，log10細菌計數也顯著降低（圖1B）。

圖1. 體內菌群評估：（A）與基準值相比，使用DEO1 和DEO2 的腋窩細菌減少程度。（B）與基準值相比，使用DEO1 和DEO3 的腋窩細菌減少程度。腋窩菌群在基準時刻（t0）和使用相應香體液1，4，8，
24 和48 小時后被測定。數據表示為平均log10 細菌計數± 標準差。相對于基準值的顯著性差異標有星號[*P ＜ 0.05；A：n=17；B：n=20（1，4，8，24 小時），n=19（48 小時）]。虛線表示DEO1，DEO2
和DEO3 的基準時刻（t0）log10 細菌計數

如圖2A所示，組1結果表明，與DEO2相比，使用DEO1處理腋窩后（在所有時間點上）log10細菌計數均顯著降低（1小時：P=0.0017，4 小時：P=0.0046，8小時：P=0.0001，24小時：P≤0.0001和48小時：P=0.0038）。

圖2. 體內菌群評估：（A）與基準值相比，使用DEO1 和DEO2 的腋窩細菌減少程度。（B）與基準值相比，使用DEO1 和DEO3 的腋窩細菌減少程度。腋窩菌群在基準時刻（t0）和使用相應香體液1，4，8，
24 和48 小時后被測定。數據表示為平均log10 細菌計數± 標準差。相對于基準值的顯著性差異標有星號[*P ＜ 0.05；A：n=17；B：n=20（1，4，8，24 小時），n=19（48 小時）]

圖2B說明，與DEO3相比，使用DEO1處理腋窩4小時和8小時后，log10細菌計數顯著降低（4小時：P=0.001，8小時：P=0.0484）。1小時和24小時后，DEO1也降低了log10細菌計數，然而下降程度并不顯著。48小時后檢測到的log10細菌計數幾乎沒有差異。

感官評估確定香體液減少腋臭程度

在腋臭形成的研究中，評估人員在志愿者使用香體液24和48小時后和基準時刻，通過直接鼻聞腋窩氣味對腋臭程度進行評估。

圖3顯示，與基準值相比，使用DEO1和DEO3處理的腋窩在兩個時間點上的腋臭程度均顯著降低（DEO1：24和48小時：P ≤0.0001；DEO3：24和48小時：P ≤0.0001）。而使用DEO2處理的腋窩僅在48小時顯著降低（P=0.0001）。

圖3. （A）使用DEO1 和DEO2 處理后24 和48 小時的腋臭減少程度。數據表示為平均值± 標準差。顯著性差異標有星號[*P ＜ 0.05；n=28（24 小時）；n=34（48 小時）]。（B）使用DEO1 和DEO2 處
理的腋臭減少程度之間的差異（24 小時：Δ=0.5；48 小時：Δ=0.5，P ≤ 0.0001）

如圖3A所示，評估人員在24和48小時后評估使用DEO1處理的腋臭程度（平均嗅覺評分：24小時：1.98±0.45；48小時：2.45±0.42）顯著低于（24和48小時：P ≤ 0.0001）使用DEO2處理的腋窩（平均嗅覺評分：24小時：2.48±0.49；48 小時：2.95±0.46）。圖3B 顯示，使用DEO1和DEO2 處理24和48小時后的腋臭強度差異（24小時：Δ=0.5；48小時：Δ=0.5）保持不變。

然而，與DEO3相比，使用DEO1處理的腋窩在24和48小時后腋臭程度（平均嗅覺評分：24小時：1.30±0.47；48小時：2.17±0.60）沒有顯著差異（平均嗅覺評分：24小時：1.31±0.53；48小時：2.05±0.62）（圖4）。

圖4. 使用DEO1 和DEO3 處理24 和48 后腋臭減少程度。數據表示為平均值± 方差。顯著性差異標有星號[*P ＜ 0.05；n=29（24 小時），n=31（48 小時）]

討論

在人體腋窩中，好氧和厭氧生物的密度在5×105cm-2和1×106cm-2之間[7]。用肥皂和水清洗不能完全消除腋窩細菌。除了個人衛生的考慮外，西方國家許多人在日常生活中都使用香體液或止汗劑去除身體的難聞氣味。目前大眾喜好從止汗劑向香體液發展。比如從2014到2016年，德國女性消費者喜歡香體液數量高于止汗劑，香體液銷量不斷上升，而止汗劑銷量不斷減少[25]。

在香體液中，抗菌劑能夠抑制細菌生長，因此常用于防止腋臭[19,20]。本研究的目的是確定一種新型高效并且皮膚體驗舒適和耐受性良好的抗菌劑。為實現這一目標，我們專注于研究陽離子聚合物。

陽離子物質如帶正電的季銨化合物可以與細菌的細胞膜結合。這個過程能引起細胞內成分外泄，蛋白質和核酸降解及細胞膜裂解[26,27]。因此，這些化合物有可能成為抗菌物質的候選物[27]。

一些聚合季銨化合物具有抗菌性能。如PQ-1 能誘導綠膿桿菌，粘質沙雷氏菌和金黃葡萄球菌的細胞質膜損傷及對白念珠菌的細胞膜損傷[28]。PQ-16 具有高正電荷，因此可能具有類似的化學反應模式。眾所周知，聚合季銨化合物也是護發產品中的成分，如洗發露，護發素和造型產品[29]。它們的正電荷與頭發中的離子結合，可作為成膜劑改善梳理效果和防止靜電。

我們測試了不同聚合季銨化合物的抗菌活性（使用聚合季銨化合物處理后的細菌膜損傷）。結果表明PQ-16抗菌潛能最高。為確定PQ-16能否在標準使用條件下減少腋窩細菌數量，我們開發了含PQ-16的微乳液。在世界各地銷售的香體液類型（滾珠、棒狀和噴霧[30]）中，我們選擇使用滾珠類進行研究。滾珠類香體液由于鋪蓋性最高，在腋窩沒有油膩感，因此易于使用[30]。

我們開發的含PQ-16的新型配方皮膚相容性高，皮膚體驗舒適，無刺激性的原因有兩個：（i）基于PQ-16的結構和尺寸，它不會滲入皮膚[21]；（ii）微乳液不含乙醇。這些特性使得它適用于被剃須的皮膚而無灼燒感。

功效正常的香體液具有如下特征：（i）在一定的時間內具有抗菌的可靠效果；（ii）無毒、安全、皮膚體驗良好[19]。

基于以上考慮，（i）我們的第一個研究目標是，比較含PQ-16的香體液與市場出售的具有24小時功效的香體液的抗菌效果。我們還進一步測試了相同配方的微乳液，但用10％ ACH替換掉PQ-16。

我們選擇鋁鹽（最常用的止汗劑）ACH作為參考抗菌試劑。因為ACH可以通過阻塞外分泌腺導管來減少汗液的分泌，并且鋁鹽也具有抗菌功效[19,31]。

大多數香體液和止汗劑都使用香水和香料來掩蓋身體的氣味，使用戶感覺清爽。由于目前市面出售的大部分香體液都含有香料，所以我們也使用了香水配方以進行對比研究。我們在體內菌群測定中確定了在使用香體液處理后不同時間點（基準時間和1，4，8，24和48小時后）腋下細菌減少的數量。實驗設置中，我們測定DEO1與DEO2（組1）和DEO1與DEO3（組2）。結果表明，與DEO2相比，使用DEO1 處理（在所有時間點）log10細菌數量均顯著降低。

通過本研究，我們證實了在使用新開發的含PQ-16的香體液24和48小時后，腋臭程度顯著降低。數據證實，具有抗菌活性的PQ-16 在減少腋窩細菌數量方面非常有效。此外，新型含PQ-16的香體液與市場出售的宣稱具有24小時除臭功效的香體液相比，使用24小時和48小時后腋臭程度相對較低。我們在研究中沒有觀察到與皮膚不相容的現象，因此表明此新型配方對于皮膚的體驗是舒適并可靠的。

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