念珠菌感染是臨床最常見(jiàn)的機會(huì )性真菌感染之一，好發(fā)于老年人群、癌癥化療、移植術(shù)后、HIV感染等免疫低下人群。由于唑類(lèi)、多烯類(lèi)、棘白菌素類(lèi)等傳統抗真菌劑的廣泛使用，天然耐藥性念珠菌株的出現以及非白念珠菌感染比例增加，臨床念珠菌耐藥現象日漸嚴重。天然產(chǎn)物以其獨特的化學(xué)多樣性和生物活性而聞名，幾個(gè)世紀以來(lái)一直被廣泛用于治療各種疾病。據統計，臨床的一線(xiàn)抗真菌藥物通常是天然產(chǎn)品或其衍生品。近年來(lái)，抗真菌天然產(chǎn)物的開(kāi)發(fā)取得了重大進(jìn)展，已發(fā)現相當數量的天然分子對不同種類(lèi)的念珠菌具有治療作用。如從植物組織中提取出的化學(xué)結構明確的生物活性分子及其衍生物對多種念珠菌具有顯著(zhù)抑制作用，且具有來(lái)源廣泛、不良反應小、適合長(cháng)期或預防性使用等多方面優(yōu)勢，成為新型抗真菌劑的重要來(lái)源。
抗念珠菌天然產(chǎn)物中，真菌代謝物是主要來(lái)源，其次是植物。這些化合物大多屬于生物堿、聚酮類(lèi)、萜類(lèi)、酚類(lèi)、大環(huán)內酯類(lèi)和多肽類(lèi)。其中，萜類(lèi)化合物含量最高，其次是生物堿和聚酮類(lèi)化合物。①萜類(lèi)化合物主要是高等植物和內生真菌的代謝產(chǎn)物，具有抗念珠菌活性的萜類(lèi)化合物包括單萜、倍半萜、二萜和三萜。研究表明，從有柄靈芝中分離的14種三萜類(lèi)化合物增加了耐氟康唑白念珠菌對氟康唑的敏感性，其中部分能明顯抑制白念珠菌。從樟子松揮發(fā)油中分離出的倍半萜對白念珠菌、光滑念珠菌及克柔念珠菌均有抑菌作用。②生物堿是存在于生物體內的含氮堿性化合物，具有顯著(zhù)的生物活性。抗念珠菌的生物堿種類(lèi)繁多，主要包括吲哚類(lèi)、吡啶類(lèi)、喹諾酮類(lèi)等。吲哚類(lèi)及喹諾酮類(lèi)具有相對廣泛的抗真菌譜，但它們的抑菌活性通常是中等。相比之下，已報道的吡啶生物堿顯示出很強的抗真菌活性。③聚酮類(lèi)抗念珠菌的聚酮類(lèi)化合物大部分是從真菌代謝產(chǎn)物中分離得到的。如從紅樹(shù)植物內生真菌莖點(diǎn)霉屬中分離得到部分聚酮化合物對白念珠菌顯示較強的抗菌活性，MIC50值為2.62μg/mL。
天然產(chǎn)物抗念珠菌的作用機制
天然產(chǎn)物抗念珠菌的作用機制主要包括抑制念珠菌毒力因子，如抑制念珠菌黏附與侵襲、酵母態(tài)-菌絲態(tài)形態(tài)轉換、生物膜形成、水解酶合成與分泌等；影響念珠菌細胞壁、細胞膜和線(xiàn)粒體等細胞結構變化；誘導念珠菌細胞凋亡；抑制念珠菌藥物靶酶與外排泵表達；此外也有部分天然產(chǎn)物通過(guò)調節免疫增強抗念珠菌作用。
1、抑制黏附與侵襲作用
白念珠菌的黏附是其發(fā)揮侵襲作用及形成生物膜的關(guān)鍵性第一步，植物活性成分抗念珠菌黏附作用可主要通過(guò)細胞實(shí)驗進(jìn)行證實(shí)。即通過(guò)將念珠菌與口腔黏膜上皮細胞共培養，觀(guān)察在植物活性成分作用下，念珠菌在口腔黏膜上皮細胞表面的黏附情況。研究發(fā)現，400μg/mL 丹皮酚和1μg/mL氟康唑單獨應用時(shí)，白念珠菌對人口腔黏膜上皮細胞的黏附率分別為(93.33±4.84)%與(91.67±3.45)%，而聯(lián)合應用時(shí)其黏附率僅為(38.33±1.51)%，表明丹皮酚可與氟康唑協(xié)同抑制白念珠菌對人口腔黏膜上皮細胞的黏附。此外，研究表明，肉桂醛、小檗堿單獨使用以及與氟康唑聯(lián)用時(shí)，既可抑制白念珠菌芽管形成，還可顯著(zhù)抑制其對人口腔黏膜上皮細胞的黏附。其機制為肉桂醛、小檗堿與氟康唑協(xié)同干擾了白念珠菌芽管胞壁蛋白的合成及其相關(guān)基因的調控，從而抑制了白念珠菌芽管的形成，并降低了其對宿主細胞的黏附能力。另有學(xué)者通過(guò)選取人克隆結直腸腺癌細胞系(Caco-2)與白念珠菌共培養，并采用細胞膜探針(DiI) 染色法，評估了網(wǎng)脊衣酸 B對白念珠菌侵襲宿主細胞能力的影響。結果表明，網(wǎng)脊衣酸B與氟康唑單獨應用時(shí)，細胞內菌絲侵襲率分別為(68±34)%及(57±16)%，而當兩種藥物聯(lián)用后，細胞內菌絲侵襲率可顯著(zhù)減少至(25±16)%，證實(shí)植物活性成分網(wǎng)脊衣酸B具有抗念珠菌侵襲作用。
2、抑制酵母態(tài)-菌絲態(tài)形態(tài)轉換
酵母態(tài)-菌絲態(tài)形態(tài)轉換是白念珠菌發(fā)揮致病性的基礎。白念珠菌可通過(guò)由酵母態(tài)轉化為菌絲態(tài)，對宿主細胞產(chǎn)生黏附、穿刺和侵襲作用，進(jìn)而發(fā)揮其致病性。涉及到的相關(guān)信號通路主要包括：cAMP/PKA信號通路、MAPK信號通路、Rim101介導的pH信號通路、及Tup1介導的負調通路等。研究顯示，當血根堿濃度為0.8μg/m時(shí)，Spider培養基中的白念珠菌全部保持酵母態(tài)，未見(jiàn)菌絲生成；而當血根堿濃度達1.6μg/mL時(shí)，白念珠菌cAMP信號通路相關(guān)基因ALS3、HWP1、ECE1、HGC1、CYR1 的表達水平均顯著(zhù)下調。研究發(fā)現，4μg/mL 的厚樸酚與和厚樸酚可顯著(zhù)抑制白念珠菌菌絲形成，當其濃度達到16μg/mL時(shí)，Spider培養基中的白念珠菌未見(jiàn)菌絲生成，其可能機制為厚樸酚與和厚樸酚抑制了Ras1-cAMP-Efg1信號通路相關(guān)基因RAS1、EFG1、TEC1 和CDC35 的表達。群體感應分子法尼醇可通過(guò)抑制腺苷酸環(huán)化酶活性，作用于Ras1-Cyr1-cAMPEfg1信號通路，進(jìn)而抑制念珠菌酵母態(tài)-菌絲態(tài)形態(tài)轉換及生物膜形成；而酪醇則可以促進(jìn)其菌絲及生物膜形成。另有研究發(fā)現，穿心蓮內酯可影響白念珠菌群體感應分子法尼醇與酪醇的分泌量，并且對法尼醇呈負調作用，對酪醇呈正調作用，且該成分可使群體感應分子編碼基因CHK1和PBS2明顯下調，最終對白念珠菌酵母態(tài)-菌絲態(tài)形態(tài)轉換及生物膜形成產(chǎn)生顯著(zhù)抑制作用。
3、天然產(chǎn)物對念珠菌生物膜的影響
念珠菌生物膜的形成過(guò)程可大致分為4個(gè)階段：宿主表面黏附；念珠菌細胞的增殖；菌絲形成及細胞外基質(zhì)的產(chǎn)生；生物膜成熟后菌體的擴散及其他部位的定植。研究顯示，植物活性成分的抗念珠菌作用機制包括抑制念珠菌生物膜形成過(guò)程、破壞念珠菌生物膜空間結構、影響念珠菌生物膜細胞擴散等。研究發(fā)現，小檗堿對白念珠菌、克柔念珠菌、都柏林念珠菌、光滑念珠菌生物膜的初始形成期至成熟期(6h、12h、24h、48h)均有抑制作用，其中對48h生物膜抑制作用最強。激光共聚焦顯微鏡及3D 重建后觀(guān)察發(fā)現，小檗堿可顯著(zhù)破壞生物膜的空間結構，使細胞排列松散，密度降低，生物膜厚度變薄。
黃芩素是黃芩的主要活性成分，研究表明它可通過(guò)減少CSH1的表達而降低生物膜的表面疏水性，從而減少黏附，抑制白念珠菌生物膜的形成。從苔蘚類(lèi)植物中提取的具有大環(huán)雙聯(lián)芐結構的化合物Riccardin D可通過(guò)下調菌絲特異基因ALS1、ALS3、ECE1、EFG1、HWP1和CDC35的表達并抑制了Ras-cAMP-EFG途徑，從而延緩了菌絲的形成，導致生物膜成熟缺陷。蓮堿是從天仙藤莖中分離得到的一種異喹啉類(lèi)生物堿，通過(guò)相似途徑發(fā)揮抗念珠菌生物膜作用。酸模屬植物根部提取的nepodin通過(guò)抑制菌絲和生物膜相關(guān)基因(ECE1、HGT10、HWP1和UME6)的表達以及增加運輸基因(CDR4、CDR11和TPO2)的表達可抑制白念珠菌、光滑念珠菌、近平滑念珠菌等念珠菌生物膜的形成。大葉藤黃中分離得到的二苯甲酮類(lèi)化合物xanthochymol和garcinol，能有效地抑制芽管萌發(fā)，誘導早期和成熟的生物膜細胞凋亡，從而直接殺死菌絲和生物膜。
4、抑制水解酶合成與分泌
白念珠菌毒力相關(guān)水解酶主要包括分泌性天冬氨酸蛋白酶(secretedaspartylproteinase，Sap)、磷脂酶 (phospholipase，PL) 和脂肪酶 (lipase，Lip)等。水解酶可介導白念珠菌黏附、侵襲宿主細胞，同時(shí)還可裂解宿主免疫應答相關(guān)分子，協(xié)助白念珠菌逃避宿主的免疫防御機制。多種植物活性成分可通過(guò)下調水解酶相關(guān)編碼基因，抑制水解酶合成，進(jìn)而減少其分泌。研究發(fā)現紫草素可呈濃度依賴(lài)性抑制白念珠菌磷脂酶分泌，8μg/m的紫草素可使PLB1和PLB2 基因的相對表達量降低56.4%和 61.4%，且16μg/mL 的紫草素可使白念珠菌磷脂酶分泌量下降56.3%。另有研究發(fā)現，當魚(yú)腥草素鈉濃度達240 mg/L時(shí)，可顯著(zhù)抑制磷脂酶編碼基因PLB1和PLB2的表達。與此相反，一些植物活性成分還可通過(guò)上調水解酶相關(guān)基因表達而發(fā)揮作用。
參考資料
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[2]解雨飛,周培茹,華紅等.植物活性成分抗念珠菌作用機制研究進(jìn)展[J].中國真菌學(xué)雜志,2022,17(04):315-318+329.
作者簡(jiǎn)介：小米蟲(chóng)，藥品質(zhì)量研究工作者，長(cháng)期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗證工作，現就職于國內某大型藥物研發(fā)公司，從事藥品檢驗分析及分析方法驗證。
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