低温环境下天然抗菌剂与渗透增强剂协同抗白色念珠菌生物膜的增效机制研究

针对白色念珠菌(C. albicans)生物膜在低温环境中难以清除的临床难题，研究人员开发了含丙二醇(PG)、辛酸(CA)和香芹酚(CAR)的复合抗菌体系。该研究证实1.2 mM PG+CA+CAR组合在5℃/22℃下5分钟可实现>6.20 log的完全杀灭，FE-SEM显示其通过破坏细胞膜连接实现协同增效，为医疗设备低温消毒提供了新策略。

　　

白色念珠菌(Candida albicans)作为医院感染的主要致病真菌，其形成的生物膜能在医疗器械表面顽固存活，甚至耐受冷藏温度。更棘手的是，这类生物膜对常规抗真菌药物具有高达1000倍的耐药性，主要源于其1,3-β-D-葡聚糖基质屏障和过量表达的外排泵系统。在医疗环境中，被污染的导管等器械成为感染源，导致高达80%的院内念珠菌病病例。虽然天然抗菌剂如辛酸(CA)和香芹酚(CAR)具有安全性优势，但单独使用时需3小时以上才能起效，且低温环境下效果锐减。

为解决这一难题，来自韩国的研究团队在《Journal of Infection and Public Health》发表创新成果。他们突破性地将食品级渗透增强剂丙二醇(PG)与两种天然抗菌剂联用，开发出能在5分钟内彻底清除生物膜的复合体系。该研究首次证明，1.2 mM浓度的PG能显著提升CA和CAR在5℃低温下的渗透效率，这为医疗设备冷链消毒提供了革命性解决方案。

研究采用多学科技术手段：通过场发射扫描电镜(FE-SEM)观察生物膜结构破坏，激光共聚焦显微镜区分死/活细胞，三因素方差分析评估协同效应。选用不锈钢片模拟医疗器械表面，构建三株C. albicans的混合生物膜模型，确保临床相关性。

【Antifungal effects at 5℃】
单独使用PG、CA或CAR时，5分钟处理仅造成<0.50 log的菌量减少。而1.2 mM PG+CA+CAR组合实现完全杀灭(>6.20 log)，FE-SEM显示该组合能瓦解细胞间连接，使生物膜从金属表面大面积脱落。温度对比实验揭示，22℃下协同效应更显著，但低温环境仍保持高效。

【Mechanistic insights】
PG虽无直接杀菌活性，但其两亲性结构可松动生物膜基质。CA的羧基(-COOH)质子化后插入细胞膜，与CAR的苯酚基团产生协同破坏。这种"先破防后杀灭"的双重机制，克服了低温下膜流动性降低的障碍。

该研究的突破性在于：首次实现低温环境下的分钟级生物膜清除，PG的增效作用使天然抗菌剂用量降低至0.019%的安全浓度。相较于传统化学消毒剂，该体系无耐药性风险，且PG作为FDA公认安全物质，可直接用于医疗器械。未来可拓展至食品冷链和家用消毒领域，为防控温度敏感环境下的真菌污染提供新范式。