植物中发现的天然化合物可以抑制致命的真菌！

　　

一项新的研究发现，在许多植物中发现的一种天然化合物可以抑制耐药念珠菌的生长，包括耐药性最强的念珠菌。念珠菌是一种正在出现的全球健康威胁。ACS传染病杂志发表了由埃默里大学科学家领导的这一发现。

实验室培养皿实验表明，这种被称为PGG的水溶性单宁天然化合物，能阻止四种不同种类念珠菌90%的生长。研究人员还发现了PGG是如何抑制真菌生长的:它会吸附铁分子，从根本上使真菌缺乏一种必需的营养物质。

与现有的抗真菌药物不同，通过使真菌饥饿而不是攻击它，PGG机制不会促进进一步的耐药性发展。实验室培养皿实验也显示PGG对人体细胞的毒性很小。

“耐药真菌感染是一个日益严重的医疗保健问题，但药物开发渠道中很少有新的抗真菌药物，”该研究的高级作者、埃默里医学院皮肤病学系和人类健康研究中心的助理教授Cassandra Quave说。“我们的发现为处理这些感染开辟了一种新的潜在方法，包括由致命的念珠菌引起的感染。”

金黄色葡萄球菌通常具有多重耐药性，死亡率高，导致疾病控制和预防中心(CDC)将其列为严重的全球健康威胁。

这项研究的第一作者、埃默里大学分子系统和药理学项目的研究生刘易斯·马尔克斯说:“这是一种非常糟糕的细菌。”“30%到60%感染了金黄色葡萄球菌的人最终会死亡。”

新出现的威胁

念珠菌是一种常见于健康人皮肤和消化道的酵母菌。有些种类，如白色念珠菌，偶尔会失去控制，在人类中引起轻度感染。

在更严重的情况下，念珠菌可以侵入人体深处，导致血液或器官感染，如肾脏、心脏或大脑。免疫功能低下的人，包括许多住院病人，最容易受到侵袭性念珠菌感染，这种感染正在迅速形成耐药性。

2007年，新的念珠菌种，金黄色念珠菌，在日本的一名医院病人身上出现。从那时起，金黄色葡萄球菌在世界上十几个国家引发了与医疗保健相关的疫情，仅在美国就报告了3000多例临床病例。

药物发现的“自然”方法

Quave是一名民族植物学家，研究传统的人们如何利用植物作为药物来寻找有希望的现代药物的新候选物。她的实验室管理着Quave天然产品图书馆，其中包含从世界各地收集的750个物种中提取的2500种植物和真菌天然产品。

Quave说:“我们并没有采取随机的方法来确定潜在的新型抗菌剂。”“专注于传统药物中使用的植物使我们能够快速地研究生物活性分子。”

此前，Quave实验室发现巴西胡椒树的浆果含有一种富含黄酮的化合物，可以解除耐药葡萄球菌的武装。巴西胡椒树是亚马逊地区传统治疗师几个世纪以来用来治疗皮肤感染和其他一些疾病的植物。

Quave实验室的筛选还发现，巴西胡椒树的叶子中含有PGG，这种化合物在之前的研究中显示出抗菌、抗癌和抗病毒活性。

例如，Quave实验室2020年的一项研究发现，PGG抑制了耐碳青霉烯鲍曼不动杆菌的生长，这种细菌会感染人类，被美国疾病控制与预防中心列为五大紧急威胁之一。

巴西胡椒树是佛罗里达州的一种入侵杂草，是毒常春藤家族的一员。Quave说:“PGG在我们对该植物家族成员的植物化合物的实验室筛选中反复出现。”“这些植物在非常潮湿的环境中茁壮成长，它们含有对抗一系列病原体的分子，这是有道理的。”

实验结果

Quave实验室决定测试PGG是否对念珠菌有抗真菌活性。

实验室培养皿实验表明，PGG阻断了4种念珠菌(白色念珠菌、耐多药金黄色念珠菌和另外两种耐多药非白色念珠菌)的12株菌株约90%的生长。

PGG是一种大分子，以其铁结合特性而闻名。研究人员测试了这一特征在抗真菌活性中的作用。

“每个PGG分子可以结合多达5个铁分子，”Marquez解释说。“当我们向培养皿中添加更多的铁时，超过了PGG分子的隔离能力，真菌又恢复了正常生长。”

培养皿实验还表明，PGG对人肾、肝和上皮细胞具有良好的耐受性。

“人体细胞中的铁通常不是游离铁，”马尔克斯说。“它通常与蛋白质结合或被隔离在酶中。”

可能的局部治疗

先前对PGG的动物研究发现，这种分子被迅速代谢并从体内清除。研究人员正在研究它作为局部抗真菌药的潜在功效，而不是内部治疗。

马尔克斯说:“如果在病人植入导管或其他医疗器械的皮肤上发生念珠菌感染，局部抗真菌药物可能会阻止感染扩散并进入体内。”

下一步，研究人员将在小鼠身上测试PGG作为真菌皮肤感染的局部治疗方法。

与此同时，Quave和Marquez已经申请了一项临时专利，将PGG用于减轻真菌感染。

Quave说:“这些研究仍处于早期阶段，但我们感兴趣的另一个想法是PGG作为广谱微生物的潜在用途。”“许多急性伤口感染，比如战场伤口，往往是多微生物的，所以PGG可能会在这些情况下成为一种有用的局部治疗方法。”

来自多伦多大学的科学家是该论文的共同作者，包括李云金、达斯汀·邓肯、卢克·怀特塞尔和利亚·考恩。怀特塞尔和考恩是Bright Angel Therapeutics的联合创始人和股东，这是一家开发抗真菌疗法的平台公司，考恩是Kapoose Creek的科学顾问，这是一家利用真菌治疗潜力的公司。

这项工作得到了美国国立卫生研究院、国家补充和综合健康中心;伊肖韦的琼斯中心、CIHR弗雷德里克·班廷和查尔斯·贝斯特加拿大研究生奖学金以及加拿大卫生研究基金会。