综述:熊果酸(UA)及其纳米制剂对抗医院感染病原体的治疗潜力

【字体: 时间:2025年03月17日 来源:Future Journal of Pharmaceutical Sciences 3.4

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  这篇综述聚焦于熊果酸(UA)及其纳米制剂在对抗医院感染病原体方面的研究。阐述了 UA 的提取、纯化技术,分析其在抗菌、抗真菌、抗病毒等方面的作用机制,探讨纳米制剂的优势,为解决医院感染及耐药问题提供新方向。

  

熊果酸(UA)与医院感染的研究背景

熊果酸(Ursolic acid,UA)是一种源自水果、草药等植物的天然五环三萜类化合物,化学式为,分子量 456.7g/mol ,熔点在 283 - 285°C 之间,属于类异戊二烯化合物。它具有多种药理活性,尤其在抗菌方面表现突出,对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S. aureus)、大肠杆菌(Escherichia coli,E. coli)等多种病原体有抑制作用。
医院感染(Nosocomial infections),又称医院获得性感染(Hospital - associated infections,HAIs),是医疗保健过程中的一大难题。常见感染部位包括肺部、血液、手术伤口和泌尿系统等,主要病原体有铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,P. aeruginosa)、金黄色葡萄球菌、鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii,A. baumannii)等。这些病原体对抗生素的耐药性不断增强,给治疗带来巨大挑战,严重影响患者健康并增加医疗成本。据统计,约 1/31 的住院患者至少感染一种医院感染,在发达国家感染率为 7%,发展中国家为 10% 。
纳米技术在医药领域的应用为解决药物递送和耐药性问题带来希望。纳米制剂如纳米乳液、纳米颗粒、纳米乳凝胶、脂质体和超分子凝胶等,能够改善药物的溶解性和生物利用度,增强治疗效果。因此,研究 UA 及其纳米制剂在对抗医院感染病原体方面的作用具有重要意义。

UA 的提取、纯化及衍生物

UA 的提取方法多样,传统方法有浸渍法、索氏提取法和热回流法,现代方法则包括微波辅助提取(Microwave - assisted extraction,MAE)、超声辅助提取(Ultrasound - assisted extraction,UAE)、加速溶剂提取和超临界流体提取等。提取过程受溶剂类型、溶剂与固体比例、提取时间和温度等因素影响。例如,从苹果皮中提取 UA 时,疏水性低共熔溶剂(Hydrophobic deep eutectic solvents,HDESs)的溶解性比传统溶剂乙醇高 9 倍 。
纯化 UA 通常需要对粗提物进行进一步处理,如用硅藻土、硅土或活性炭脱色,再用乙醇洗脱,还可通过吸附、结晶、离心、洗涤和干燥等步骤提高纯度,也可采用溶剂分馏和色谱分馏等技术。
通过对 UA 进行化学修饰可得到多种衍生物,这些衍生物在治疗感染性疾病方面展现出潜力。例如, - 乙酰氧基 - 乌苏 - 12 - 烯 - 28 - 酸( - acetoxy - urs - 12 - en - 28 - oic acid,1a)和 - 甲酰氧基 - 乌苏 - 12 - 烯 - 28 - 酸( - formiloxy - urs - 12 - en - 28 - oic acid,1b)等,修饰位点主要集中在 C3 位的羟基、C12 - C13 位的不饱和双键和 C28 位的羧酸,目的是增强其生物活性和生物利用度。

UA 的纳米制剂

纳米制剂作为一种有前景的药物递送系统,能有效提高药物疗效。常见的 UA 纳米制剂包括以下几种:
  • 纳米乳液(Nanoemulsion):是一种由两种不相溶液体形成的热力学稳定体系,粒径在 10 - 100nm 之间。它可通过增强药物吸收、延长药物作用时间和降低毒性来提高药物递送效果,为治疗多种疾病提供了新途径。
  • 纳米颗粒(Nanoparticles):能改善药物的溶解性和稳定性,促进药物跨膜运输,延长药物在血液中的停留时间,并实现药物在治疗部位的富集。将 UA 包裹在天然或合成聚合物(如壳聚糖)中制成的纳米颗粒,可提高 UA 的治疗效果。
  • 纳米乳凝胶(Nanoemulgel):结合了纳米乳液和聚合物水凝胶的优点,能增强弱渗透性疏水药物的局部疗效,具有良好的皮肤穿透能力,可成功释放治疗剂。
  • 脂质体(Liposomes):是由磷脂双分子层包裹水性核心形成的球形囊泡,具有生物可降解性和低毒性。UA 可破坏脂质体的多层结构,与激酶抑制剂联合使用,可定制脂质体并开发联合药物载体。
  • 超分子凝胶(Supramolecular gel):近年来发展迅速,由低分子量凝胶剂(Low molecular weight gelator,LMWG)自组装而成。基于 UA 的超分子凝胶具有良好的热稳定性、弹性和多孔结构,在药物制剂等领域有潜在应用。

UA 及其制剂的生物活性

UA 及其制剂在抗菌、抗真菌和抗病毒方面展现出显著的生物活性。
  • 抗菌活性:医院感染中细菌耐药问题日益严重,UA 及其纳米复合物展现出对抗耐药菌的潜力。例如,UA - 壳聚糖纳米颗粒(UA - Ch - NPs)对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度(Minimum inhibitory concentration,MIC)为 32μg/ml,低于粗 UA 的 64μg/ml 。UA 还可通过抑制细菌生物膜形成、干扰细菌细胞膜代谢、抑制外排泵和酶活性等机制发挥抗菌作用。
  • 抗真菌活性:真菌性医院感染治疗困难,耐药现象常见。UA 对新型隐球菌(Cryptococcus neoformans)等真菌有抑制作用,其 MIC 为 0.25mg/mL 。一些 UA 的芳香酯衍生物对白色念珠菌(Candida albicans)也表现出强大的抑制活性。
  • 抗病毒活性:虽然病毒引起的医院感染数据有限,但危害较大。UA 可抑制轮状病毒(Rotavirus,RV)、单纯疱疹病毒 1 型(Herpes simplex virus - 1,HSV - 1)等病毒的复制。例如,UA 可阻碍 RV 的复制周期,降低病毒蛋白 VP6 和 NSP2 的表达 ;齐墩果酸(Oleanolic acid,OA)作为 UA 的衍生物,对 HSV - 1 有抗病毒作用,通过调节病毒 UL8 蛋白发挥作用 。

UA 在抗菌耐药中的优势与局限

UA 具有多种药理特性,如抗炎、抗菌、抗病毒、抗氧化、抗增殖和抗癌等,可作为开发新型治疗药物的重要原料。研究表明,UA - 壳聚糖包被银纳米颗粒(U - C@AgNPs)对耐药菌有抗菌和抗生物膜作用,并具有抗炎活性 。部分 UA 衍生物还具有逆转耐药的潜力,可与传统抗生素联合使用。
然而,UA 也存在一些局限性,主要是水溶性差和生物利用度低,这限制了其临床应用,使得药物的药代动力学和药效学特性不明确。因此,开发具有更好溶解性和生物利用度的 UA 衍生物是未来研究的重点方向之一。

结论与展望

纳米制剂显著提升了 UA 的生物活性,使其在对抗医院感染病原体方面表现更优。多项研究表明,UA 及其纳米制剂在治疗细菌、真菌和病毒引起的医院感染方面具有巨大潜力。未来,UA 有望成为生物医学领域对抗医院感染的重要治疗药物。
面对全球日益严重的抗菌耐药(Antimicrobial resistance,AMR)问题,UA 及其衍生物可能成为潜在的关键药物分子。科研人员将进一步探索其作用机制,开发更有效的药物,为解决医院感染和耐药问题提供新的策略和方法。
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