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阴道乳杆菌Gasseri BC12生物表面活性剂:一种新型生物相容性抗念珠菌剂的发现与应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月25日 来源:Biofilm 5.9
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本研究针对日益严重的阴道念珠菌病(VVC)和复发性外阴阴道念珠菌病(RVVC)治疗难题,从健康女性阴道分离的Lactobacillus gasseri BC12中提取生物表面活性剂(BS),证实其具有显著抗生物膜活性(对C. albicans抑制率达88-93%),能降低念珠菌对上皮细胞的黏附(最高减少67%),且无细胞毒性(HeLa细胞存活率>80%)和环境扰动(微宇宙实验16S rRNA分析无显著变化),为开发绿色抗真菌疗法提供新策略。
阴道健康是女性生殖系统的重要屏障,但约75%的女性一生中至少经历一次外阴阴道念珠菌病(VVC),其中5-8%发展为每年发作≥3次的复发性感染(RVVC)。尽管Candida albicans仍是主要病原体,非白色念珠菌(NAC)如C. glabrata、C. krusei的检出率近年显著上升,其固有的唑类药物耐药性使临床治疗陷入困境。更棘手的是,念珠菌通过生物膜形成和黏附素(adhesins)介导的上皮黏附逃逸宿主免疫,而阴道优势菌群乳酸杆菌(Lactobacillus)的抗菌代谢物成为天然防御的关键。
针对这一临床挑战,博洛尼亚大学的研究团队聚焦于健康女性阴道分离的L. gasseri BC12菌株,首次系统解析其分泌的生物表面活性剂(BS-BC12)的抗念珠菌机制。研究发现,这种新型脂肽类物质不仅能高效破坏念珠菌生物膜(对C. albicans DSM1386预形成生物膜的清除率达46%),还可通过竞争/排斥双重机制阻断病原体黏附(使C. krusei SO26黏附降低67%),且对宫颈上皮细胞和环境微生物群落无显著影响。相关成果发表于《Biofilm》,为开发兼具疗效与生态安全性的抗真菌制剂提供了实验基础。
研究采用多学科技术联用策略:通过FT-IR和质谱(MS/MS)鉴定BS-BC12的脂肽结构;临界胶束浓度(CMC)测定显示其表面活性(1.2 mg/mL可使表面张力从66.3降至43.0 dyne/cm);体外模型评估抗生物膜活性(结晶紫染色法)和抗黏附效果(HeLa细胞共培养);MTT法检测细胞毒性;创新性采用16S rRNA靶向测序(Illumina平台)分析淡水微宇宙中细菌群落的动态变化。
3.1 化学特性分析
FT-IR谱图在1654 cm-1和1749 cm-1处的特征峰证实BS-BC12含肽键和脂肪链,元素分析C/N比3.35支持脂肽结构。高分辨质谱检测到m/z<1500的肽段碎片及16:2、20:0等脂肪酸特征峰,但未发现糖基化修饰,区别于典型糖脂类表面活性剂。
3.2 表面活性与乳化性能
BS-BC12的CMC值为1.2 mg/mL,对橄榄油、葵花籽油和小麦胚芽油的乳化指数(EI24)均超50%,虽低于吐温80(P<0.01),但满足工业应用标准。这种双亲特性为其干预病原体-宿主界面相互作用奠定基础。
3.4 抗生物膜活性
在1.2 mg/mL浓度下,BS-BC12对5株C. albicans中的4株生物膜抑制率>88%,但对非白色念珠菌需0.6 mg/mL才显现效果(C. glabrata SO17抑制率50%)。值得注意的是,其对成熟生物膜的清除能力呈现物种特异性:C. albicans DSM1386生物膜残留量仅54%,而C. parapsilosis SO27无显著变化。
3.7 抗黏附机制
竞争实验中,BS-BC12使C. albicans SO10对HeLa细胞的黏附降低47.9%;排除实验(预先处理上皮细胞)效果更显著,C. krusei SO26黏附下降55.3%。这种差异提示BS可能通过遮蔽宿主细胞受体和改变病原体表面疏水性双途径发挥作用。
3.8 环境相容性验证
50 ppm BS-BC12处理90天的淡水微宇宙中,可培养细菌数(TSA平板)维持在105-106 CFU/mL,与对照无统计学差异。16S测序显示优势菌门(Bacteroidota、Proteobacteria)相对丰度波动<10%,仅个别属(如Flavobacterium)短暂增殖,证实其生态安全性。
这项研究首次阐明L. gasseri BC12来源BS的多重抗念珠菌机制:①通过脂肽结构破坏生物膜基质完整性;②降低病原体与上皮细胞的界面能;③不干扰阴道和环境微生物稳态。其剂量依赖性效应(1.2 mg/mL对C. albicans更有效,0.6 mg/mL对NAC更佳)为临床精准用药提供参考。相较于传统唑类药物,这种"以菌治菌"策略兼具生物降解性和低毒性优势,尤其适合RVVC的长期预防。未来研究需解析BS-BC12的具体分子靶点,并探索其与抗真菌药的协同效应,以加速转化应用。
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