靶向酶解法抑制马拉色菌生长:一种治疗头皮屑的新策略

《BMC Microbiology》:A novel enzymatic approach for a targeted fungal growth inhibition

【字体: 时间:2025年11月07日 来源:BMC Microbiology 4.2

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  本研究针对传统抗头皮屑疗法存在皮肤刺激、破坏头皮微生物组平衡及易产生耐药性等问题,开发了一种由几丁质酶和壳聚糖酶组成的靶向酶解法。体外实验显示,0.25%的酶组合可抑制98.38%的Malassezia spp.生长,临床研究证实其能显著降低M. furfur和M. restricta的DNA和RNA水平,并提升头皮细菌α多样性,为选择性抗真菌治疗提供了新思路。

  
头皮屑困扰着全球近一半的成年人,表现为头皮屑片、瘙痒和屏障功能受损。尽管病因复杂,但马拉色菌(Malassezia spp.)的过度定植被认为是关键致病因素。目前常用的抗头皮屑成分如氯咪巴唑(climbazole)、吡罗克酮乙醇胺(piroctone olamine)、硫化硒(selenium sulfide)、吡硫翁锌(zinc pyrithione, ZnPy)和辛酸丙二醇酯(propanediol caprylate)虽能抑制真菌,但往往引起皮肤刺激、破坏有益菌群,且易导致耐药性。因此,开发一种选择性抑制马拉色菌而不影响头皮微生物平衡的新疗法迫在眉睫。
在这项发表于《BMC Microbiology》的研究中,Angelina Ivanova和Valeriia Buzova提出了一种创新的酶解法,利用几丁质酶(chitinase)和壳聚糖酶(chitosanase)特异性降解马拉色菌细胞壁中的几丁质和壳聚糖成分。这两种聚合物在细菌中不存在,使得该组合能够精准靶向真菌,避免对头皮细菌的广泛杀伤。
研究团队首先通过体外实验评估了酶组合对三种主要马拉色菌(M. furfur、M. restricta和M. globosa)的抑制效果。结果显示,单独使用0.25%的几丁质酶或壳聚糖酶仅能抑制约26%的真菌生长,而两者以1:1比例组合时,抑制率高达98.38%,且在0.5%浓度下实现完全抑制。相比之下,传统成分如氯咪巴唑在0.5%浓度下仅抑制约23%的生长,凸显了酶组合的显著协同效应(协同指数为1.93)。
安全性方面,细胞毒性实验表明,酶组合在高达7.6%的浓度下才对成纤维细胞产生毒性,远高于其有效抗真菌浓度(0.125%-0.5%),证实了其良好的生物相容性。
临床研究部分,18名健康志愿者头皮局部涂抹含0.25%几丁质酶和0.25%壳聚糖酶的溶液,3小时后采集样本。通过定量PCR(qPCR)分析发现,M. furfur和M. restricta的DNA含量分别下降了2.4倍和1.9倍,而RNA水平(反映代谢活性)下降更为明显,分别降低2.4倍和4.6倍。这表明酶组合不仅能减少真菌数量,还能显著抑制其代谢活性。
宏基因组学分析进一步揭示,酶处理3小时后,头皮细菌的α多样性(Chao1指数)和可操作分类单元(OTUs)数量增加了一倍,尽管Cutibacterium acnes的相对丰度暂时下降,但Bacillus spp.等有益菌的丰度上升,提示微生物组正在向健康状态恢复。
主要技术方法:研究采用体外抑菌实验(Log10CFU测定)评估酶组合与传统抗真菌剂的效力;通过MTT法和荧光显微镜观察细胞毒性;临床样本通过qPCR和qRT-PCR量化真菌DNA和RNA变化;利用16S rRNA基因测序(Illumina MiSeq平台)分析头皮细菌群落结构。
结果
  1. 1.1.
    酶组合协同抑制马拉色菌生长:几丁质酶和壳聚糖酶在0.25%浓度下联合使用对马拉色菌的抑制率达到98.38%,显著优于传统成分。
  2. 2.2.
    酶处理降低头皮真菌负荷和代谢活性:临床实验显示,酶溶液能显著降低M. furfur和M. restricta的DNA和RNA水平,表明其有效减少真菌数量和活性。
  3. 3.3.
    酶治疗提升头皮细菌多样性:宏基因组学分析表明,短时间酶处理即可增加头皮细菌的α多样性和OTU数量,有助于微生物组平衡的恢复。
结论与意义:几丁质酶和壳聚糖酶的组合提供了一种靶向、安全的抗马拉色菌策略。其通过特异性降解真菌细胞壁,在不破坏头皮细菌群落的前提下,有效抑制马拉色菌的生长和代谢,并促进微生物多样性恢复。这种方法避免了传统广谱抗真菌剂的副作用和耐药性问题,为头皮屑及相关疾病的治疗开辟了新途径。未来研究需进一步评估其长期临床效果和对表皮屏障功能的影响。
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