综述：细菌素在侵袭性真菌感染中的潜力：抗真菌活性与肠道保护

《Microbiological Research》：The Potential of Bacteriocins in Invasive Fungal Infections: Antifungal Activities and Intestinal Protection

　　

侵袭性真菌感染（Invasive Fungal Infections, IFI）是免疫受损和危重患者中危及生命的并发症。侵袭性念珠菌病（Invasive Candidiasis）可能源于内源性真菌储存库，特别是在肠道屏障破坏的情况下。尽管传统抗真菌药物仍是治疗基础，但其临床应用日益受到耐药真菌病原体（如耳念珠菌（Candida auris））出现的挑战。细菌素（Bacteriocins）是由微生物核糖体合成（ribosomally synthesized）的抗菌肽（antimicrobial peptides）。除了在食品工业中的广泛应用外，近年来细菌素因其抗真菌特性而受到越来越多的关注。在本综述中，研究人员概述了具有抗真菌活性的细菌素，并总结了其潜在机制。此外，研究人员讨论了细菌素对肠道微生物屏障（microbial barrier）、机械屏障（mechanical barrier）、化学屏障（chemical barrier）和免疫屏障（immune barrier）的潜在保护作用。最后，研究人员评估了这些细菌素的潜在临床应用，以及与侵袭性真菌感染相关的未来挑战和研究方向。

论文主体总结如下：

**2. 抗真菌细菌素及其活性（Antifungal bacteriocins and their activities）**

**2.1. 乳酸链球菌素（Nisin）**
乳酸链球菌素（Nisin）是由乳酸乳球菌（*Lactococcus lactis*）产生的核糖体合成、翻译后修饰的I类羊毛硫抗生素（lantibiotic）。单独使用时对烟曲霉（*Aspergillus fumigatus*）活性有限，但与杂环抗真菌化合物或氧化镁纳米颗粒（magnesium oxide nanoparticles, MgO NPs）联用时，体外组合试验显示抗真菌效果增强。杂环化合物可抑制真菌CYP51，破坏麦角甾醇合成；MgO NPs可减少真菌黏附并诱导活性氧（reactive oxygen species, ROS）相关氧化应激。Nisin A与两性霉素B（amphotericin B）、咪康唑（miconazole）和米卡芬净（micafungin）联用对念珠菌属（*Candida* spp.）具协同作用，降低生物膜代谢活性。Nisin Z可抑制白色念珠菌（*Candida albicans*）的酵母-菌丝转变，诱导超微结构损伤（如表面不规则、胞质收缩、空泡化和膜模糊）。在耐唑类热带念珠菌（*Candida tropicalis*）中，Nisin下调生物膜形成调节因子BCR1基因和唑类耐药相关转录因子UPC2基因，抑制真菌生长和生物膜形成。

**2.2. EntV**
EntV是粪肠球菌（*Enterococcus faecalis*）产生的II类细菌素，分泌为前体多肽，去除信号肽后经明胶酶E（gelatinase E, GelE）加工为活性形式的68-氨基酸肽EntV₆₈。其抗真菌结构决定簇位于C末端α7螺旋及其12-氨基酸衍生物。EntV₆₈通过特异性抑制真菌生物膜形成、菌丝形态发生和黏附发挥作用，而不影响浮游细胞生长。在鼠口咽念珠菌病模型中降低真菌负荷，在大鼠静脉导管模型中减少导管表面定植，在全身性白色念珠菌感染小鼠模型中延长生存期。EntV₈₈（截短变体）通过干扰极性支架蛋白Spa2的定位和组装抑制菌丝形成，并与氟康唑（fluconazole）、卡泊芬净（caspofungin）和两性霉素B体外协同。经丙氨酸扫描和肽库筛选产生的10-氨基酸变体及D-氨基酸取代和烃链锁定修饰提高了血清稳定性。

**2.3. 植物乳杆菌素（Plantaricins）**
植物乳杆菌素（Plantaricins）是植物乳杆菌（*Lactobacillus plantarum*）产生的IIb类双肽细菌素，包括PlnE、PlnF、PlnJ和PlnK。PlnJ对白色念珠菌活性最强（半数抑制浓度约170μM），通过破坏膜完整性、耗散膜电位、钾离子外流及诱导ROS积累和DNA片段化导致凋亡样细胞死亡。PlnE和PlnF活性较低，不引起显著膜电位耗散，但增加ROS水平。PlnK对白色念珠菌活性弱。分子对接模拟预测PlnE与细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin-dependent kinases, CDKs）结合，PlnE和PlnF与凋亡抑制蛋白（inhibitor of apoptosis proteins, IAPs）及B细胞淋巴瘤2（B-cell lymphoma 2, Bcl-2）相互作用，可能影响半胱天冬酶（caspase）相关凋亡信号。抗菌肽LR14（AMP LR14，亦称植物乳杆菌素LR14）由植物乳杆菌LR/14产生，对黑曲霉（*Aspergillus niger*）、匍匐根霉（*Rhizopus stolonifer*）、毛霉（*Mucor racemosus*）和青霉（*Penicillium chrysogenum*）具杀真菌活性，抑制孢子萌发和菌丝生长。植物乳杆菌素WZD3经正丁醇部分纯化后对白色念珠菌活性增强。

**2.4. 肠球菌素（Enterocins）**
肠球菌素（Enterocins）是肠球菌属（*Enterococcus*）产生的多种细菌素。Enterocin Gr17（IIa类）与肉桂醛联用时，破坏真菌膜电位和细胞壁稳态，导致K⁺和ATP泄漏，抑制三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle, TCA cycle），下调形态发生和毒力基因（*HWP1*、*SAP1*、*SAP2*、*PLB1*）。Enterocin AS-48（环状细菌素）衍生的最小域肽对新型隐球菌（*Cryptococcus neoformans*）具杀真菌活性，低细胞毒性。Enterocin CHQS（产自粪肠球菌TG2）对白色念珠菌的MIC为128μg/mL，与两性霉素B协同，通过增加β-1,3-葡聚糖和几丁质暴露破坏细胞壁，降低细胞表面疏水性，诱导ROS积累和线粒体膜去极化。Durancin A5-11a和A5-11b（产自耐久肠球菌*Enterococcus durans*）破坏膜完整性，导致核收缩和液泡碎片化。

**2.5. 细菌素样抑制物质（Bacteriocin-like inhibitory substances, BLIS）**
BLIS包括益生菌株（如戊糖乳杆菌、副干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、德氏乳杆菌乳亚种、乳房链球菌）产生的物质，对白色念珠菌及其他念珠菌属具抗真菌活性，抑制生物膜形成并提高大蜡螟感染模型宿主生存率。戊糖片球菌LBM18产生的BLIS对青贮玉米真菌分离株（包括曲霉属）呈剂量依赖性抑制，膜破坏可能是主要作用方式。唾液链球菌K12产生的BLIS（salivaricin A2和salivaricin B）通过维持口腔微生物稳态间接减少白色念珠菌感染。

**2.6. 未表征的细菌素（Uncharacterized bacteriocins）**
鼠李糖乳杆菌L60和发酵乳杆菌L23产生的细菌素抑制黄曲霉（*Aspergillus flavus*）生长并减少黄曲霉毒素B1产生。海洋蛤蜊来源的芽孢杆菌属菌株Sh10产生的细菌素带正电荷、高疏水性，通过静电结合真菌细胞壁磷酸基团，破坏膜完整性，对白色念珠菌具强特异性抑制活性。

**3. 细菌素与肠道保护（Bacteriocins and intestinal protection）**

**3.1. 微生物屏障（The microbial barrier）**
细菌素选择性调节肠道菌群。II类细菌素减少肠球菌科或梭菌属而不改变整体结构；大肠菌素Ib清除鼠伤寒沙门氏菌；肠球菌素21和Nisin A抑制万古霉素耐药肠球菌；Nisin恢复大肠杆菌O1诱导腹泻小鼠的盲肠多样性；Microcin M清除沙门氏菌并恢复稳态；Thuricin CD靶向艰难梭菌而不影响共生菌。铁载体微菌素（如MccM和MccH47）通过C末端铁载体介导铁螯合，经TonB依赖性受体（FepA、Fiu、Cir）主动转运进入肠杆菌科细菌，选择性窄谱抗菌，保护共生菌群稳定。

**3.2. 机械和化学屏障（The mechanical and chemical barriers）**
某些细菌素保护肠道屏障功能。Gassericin A结合肠上皮角蛋白19，激活mTOR通路，调节体液吸收和分泌。Microcin J25改善肠毒素性大肠杆菌感染小鼠的绒毛结构，降低血清D-乳酸、FITC-右旋糖酐4和二胺氧化酶水平，上调claudin-1和occludin，增加黏液素1和2及杯状细胞数量，屏障保护作用强于庆大霉素。Plantaricin EF上调小鼠回肠ZO-1表达，维持Caco-2细胞跨上皮电阻。Sublancin增加肠上皮增殖细胞核抗原表达和绒毛高度。Nisin、Enterocin Gr17和Plantaricin RX-8减轻单核细胞增生李斯特菌诱导的Caco-2细胞屏障功能障碍，减少病原黏附，上调紧密连接蛋白。Bifidocin A类似上调紧密连接蛋白。Lmo2776选择性抑制分泌硫酸酯酶降解黏液层的普雷沃菌种，保护黏液层完整性。Microcin J25减少粪便肠毒素性大肠杆菌负荷及向肝脾的细菌易位。Pediocin PA-1、Lactocin AL705和Enterocin CRL35抑制单核细胞增生李斯特菌增殖和肠道易位，其中Lactocin AL705干扰群体感应，减少生物膜形成。

**3.3. 免疫屏障（The immune barrier）**
细菌素调节肠道免疫。Microcin J25下调Toll样受体4（TLR4）表达，抑制p38丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）和核因子κB（NF-κB）磷酸化，降低促炎细胞因子（TNF-α、IL-6、IL-1β）并增加抗炎因子IL-10，维持短链脂肪酸（SCFA）稳态。Microcin M减少炎症性肠病模型中致病性肠杆菌科的黏膜定植，减轻炎症。Bifidocin A抑制MAPK和NF-κB激活，减少TNF-α、IL-6、IL-1β，增加粪便SCFA。Plantaricin EF降低TNBS诱导结肠炎小鼠的TNF-α和IL-6水平，抑制Caco-2细胞IL-8分泌。Sublancin抑制NF-κB、下调iNOS，减少腹膜炎症介质，增加肠系膜淋巴结T淋巴细胞数量。Nisin、Enterocin Gr17和Plantaricin RX-8抑制NF-κB和MAPK通路，减少促炎细胞因子。Nisin提高感染小鼠肠道多巴胺和5-羟色胺水平，增加脑去甲肾上腺素，部分恢复菌群稳态。

**4. 潜在临床应用（Potential Clinical Applications）**
细菌素可作为现有抗真菌疗法的辅助剂。Nisin A增强两性霉素B、咪康唑和米卡芬净对念珠菌属的活性。Enterocin CHQS与两性霉素B协同抗白色念珠菌。EntV在体内外减弱导管表面白色念珠菌生物膜形成和定植。基于细菌素的涂层（如Enterocin EJ97-short和Micrococcin P1）在植入材料上探索，可能减少导管相关血流感染负担。

**5. 结论与未来展望（Conclusions and future perspectives）**
细菌素可能通过影响真菌毒力、定植和肠道屏障相关播散，在宿主-真菌-肠道屏障界面发挥作用。当前药代动力学和药效学数据有限，需定义真菌感染中的生物利用度、组织分布和暴露-反应关系。部分细菌素胃肠道稳定性差，递送系统尚未临床验证。安全性和毒性需进一步评估，包括重复剂量毒性、免疫原性、代谢和清除。临床研究主要限于抗菌应用，尚无针对抗真菌治疗的临床试验，未来需优先开展临床试验以验证实验模型中的抗真菌和肠道保护效果能否转化为侵袭性真菌感染的预防或治疗。