墨西哥天人菊中杜松烷型倍半萜对唑类耐药念珠菌的抗真菌及增敏作用机制研究

本研究针对唑类耐药念珠菌感染的临床难题，从墨西哥天人菊（Heterotheca inuloides）中分离7种杜松烷型倍半萜（1-7），通过体外药敏实验和分子对接技术，首次揭示其通过抑制羊毛甾醇14α-去甲基化酶（Lanosterol 14α-demethylase）和CDR外排泵（Candida Drug Resistance efflux pump）发挥抗真菌及增敏作用。化合物5和7对热带念珠菌（C. tropicalis）和光滑念珠菌（C. glabrata）的MIC分别为37.5-75.0 μg/mL，与氟康唑（FLU）联用可使其MIC降低8倍。该研究为克服真菌耐药提供了天然分子候选策略。

　　

真菌感染已成为全球公共卫生的重大威胁，尤其是免疫缺陷患者面临的致命风险。近年来，念珠菌属（Candida）引发的侵袭性感染每年导致约90万人死亡，其中热带念珠菌（C. tropicalis）和光滑念珠菌（C. glabrata）因对唑类药物的广泛耐药性成为临床治疗难点。唑类耐药机制主要涉及靶点酶羊毛甾醇14α-去甲基化酶（Lanosterol 14α-demethylase）突变和CDR外排泵（Candida Drug Resistance efflux pump）过表达，而现有抗真菌药物库的匮乏使得寻找新型增效剂迫在眉睫。

为解决这一难题，墨西哥国立自治大学的研究团队将目光投向传统药用植物墨西哥天人菊（Heterotheca inuloides）。该植物富含结构独特的杜松烷型倍半萜（cadinane-type sesquiterpenes），但其抗真菌潜力尚未系统探索。研究人员通过体外药敏实验结合计算机模拟技术，首次阐明该类化合物通过双重机制抑制耐药念珠菌：直接抑制麦角固醇合成关键酶，同时阻断药物外排泵功能。相关成果发表于《Journal of Applied Microbiology》。

关键技术方法
研究采用肉汤微量稀释法测定7种倍半萜（1-7）的最小抑菌浓度（MIC），评估其与氟康唑（FLU）、伏立康唑（VOR）和克霉唑（CLO）的协同效应。通过AutoDock和VINA程序进行分子对接，分析化合物与羊毛甾醇14α-去甲基化酶（PDB: 5FSA）和CDR1外排泵（PDB: 7P06）的相互作用。耐药菌株来自墨西哥城医院临床分离株。

研究结果

1. 抗真菌活性评估
化合物5（(1R,4R)-4H-1,2,3,4-四氢-1-羟基杜松烯-15-酸）和7（杜松烯-15-酸）表现出最佳活性，对C. tropicalis和C. glabrata的MIC分别为37.5和75.0 μg/mL。所有化合物均能与羊毛甾醇14α-去甲基化酶活性中心结合，其中化合物5通过羧基与Tyr-118形成氢键（结合能-8.4 kcal/mol），而芳香环化合物通过π-π堆叠与HEM基团相互作用。

2. 耐药增敏效应
当倍半萜以1/2 MIC浓度与唑类药物联用时：

• 化合物4和5使FLU对C. tropicalis的MIC从256降至32 μg/mL（8倍增效）
• 化合物6使CLO对C. tropicalis的MIC从64降至8 μg/mL
  分子对接显示，化合物4-6通过氢键和π-硫键稳定结合CDR1外排泵的Phe-683和Gln-1235位点，阻断药物外排。

3. 机制探讨
增效作用与酚羟基和羧基的存在显著相关。化合物5的羧基与CDR1的Gln-1235形成氢键（-7.2 kcal/mol），而化合物6通过3个氢键锚定在Phe-683和Val-1372之间，这解释了其16倍的CLO增效效果。

结论与意义
该研究首次证实墨西哥天人菊中的杜松烷型倍半萜可通过双重靶点干预克服念珠菌耐药性：直接抑制麦角固醇合成通路，同时阻断CDR1介导的药物外排。特别是化合物5和6的结构特征（羧基/羟基+芳香环）为设计新型抗真菌增效剂提供了模板。鉴于目前临床抗真菌药物研发管线的匮乏，这类天然产物及其衍生物有望成为对抗耐药念珠菌感染的突破点。研究团队建议后续开展体内药效学及结构优化研究，以推进其临床转化。