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近年来,由于免疫抑制患者及致病性真菌耐药菌株日益增多,深部真菌感染的发病率逐年上升,已成为目前困扰医疗工作的主要难题之一,这促使药学工作者及临床医生不断开发新的高效低毒的抗真菌药物。化学合成一种新的抗真菌化合物需耗费大量人力物力。中药对真菌感染的治疗历史悠久,积累了丰富经验,利用现代工艺从中草药中分离有效的抗真菌成分为开发新药的便捷途径。土槿乙酸(Pseudolaricacid B,PLAB)是从我国的松科植物金钱松(PseudolarixKaempferi Gord)的根皮及近根皮分离出来的二萜类化合物,具有显著的抗肿瘤活性,研究发现还具有较强的抗真菌活性,但对其抗真菌机制的研究还比较少。
目的:本文主要研究PLAB对白色念珠菌的抑制作用及特点,并初步探讨其作用机制,以便为药物开发及临床应用提供坚实的理论依据。
方法:
1 白色念珠菌的生长曲线:测定白色念珠菌在自然条件下生长的细胞周期变化规律。在培养条件不变的情况下,定时取样,采用OD值法和活菌计数法计算细菌的数量变化,并绘制其生长曲线。
2 药物敏感性实验:应用液体稀释法测定PLAB对白色念珠菌、新型隐球菌、絮状表皮癣菌的最低抑菌浓度(MIC)。
3 光学显微镜观察PLAB对白色念珠菌形态学的影响:
PLAB对白色念珠菌血清芽管形成的影响;不染色及细胞壁染色检查PLAB对白色念珠菌形态学的影响。
4 透射电子显微镜(Transmission E1ectron Microscope-TEM)观察PLAB对白色念珠菌的超微结构的影响。
5 流式细胞仪(F10w Cytometry-FCM)测定PLAB对白色念珠菌细胞周期的影响。
6 PLAB对白色念珠菌细胞膜甾醇生物合成的影响:通过高效液相色谱(HPLC)和气质联用(GC-MS)同时测定PLAB对白色念珠菌细胞膜组分麦角甾醇生物合成的影响。
结果:
1 从生长曲线可知白色念珠菌在最初生长的16~30小时处于对数生长期,之后进入稳定生长期及衰退期。
2 药物敏感性实验结果显示PLAB对这三种标准菌株均具有较强的抗菌活性,其MIC值分别为64μg/ml、64μg/ml、32μg/ml。
3 通过光学显微镜观察PLAB作用前后白色念珠菌形态变化可以发现:土槿乙酸可抑制白色念珠菌芽管的产生并呈现一定的剂量依赖性(p<0.05)。不染色标本中可见经一定浓度的PLAB作用后,白色念珠菌由圆形变为棒状,子细胞与母细胞不易分离而呈短链状聚集生长。将标本经过细胞壁染色法染色后,可见经药物作用后的白色念珠菌细胞壁及细胞质均染成紫色,只是细胞质染色稍浅淡。但未经药物作用的白色念珠菌只是外周细胞壁染成紫色。
4 应用TEM观察发现未经药物作用的白色念珠菌形态正常,呈圆形或椭圆形,细胞结构清晰完整,细胞壁、细胞膜光滑,层次清楚,细胞核明显,可见出芽。经一定浓度的PLAB作用后,细胞变形,结构模糊,细胞壁疏松,有裂口,细胞膜连续性破坏,进而破碎成碎片互相融合。胞浆内容物漏出,胞核破碎,细胞器肿胀,进而开始破损变形。细胞内成分不清,为大量空白区。且这种变化呈现剂量及作用时间的依赖性。
5 FCM测定PLAB对白色念珠菌细胞周期的影响:FCM细胞周期图显示与对照组相比,经过药物处理后的白色念珠菌细胞G1期比例升高,S期比例降低,导致增值指数(PI%)降低,且药物浓度越高,增值指数越低(p<0.05),说明PLAB可使细胞周期阻断在S期。FCM直方图图形反映细胞DNA含量的荧光强度。峰值左移,反映DNA片段的丢失,本试验显示随着药物浓度的升高,直方图峰值越向左移动,即细胞核损伤越严重。FCM散点图显示,作用于细胞的药物浓度越高,细胞受损越严重,即散点图形越向左下移动。
6 应用HPLC测定PLAB对白色念珠菌细胞膜组分麦角甾醇合成的影响时发现,经一定浓度的PLAB作用后白色念珠菌的细胞膜主分麦角甾醇的含量下降且呈现一定的剂量依赖性(p<0.05)。应用GC.MS测定PLAB对白色念珠菌细胞膜甾醇合成的影响时发现经一定浓度的PLAB作用后白色念珠菌的细胞膜主分麦角甾醇的含量下降,同时角鲨烯的含量也有所降低。
结论:
1 体外实验:PLAB能明显抑制白色念珠菌、新生隐球菌、絮状表皮癣菌等多种真菌的生长,说明其在体外具有抗真菌作用。
2 PLAB的抗真菌机制与以下几个方面有关:
(1)据形态学推测,PLAB抑制了白色念珠菌细胞壁合成所需的β-1,3葡聚糖合成酶或几丁质合成酶的活性,使细胞壁的合成受阻,细胞壁通透性增加,从而发挥抗真菌作用。
(2)将白色念珠菌的细胞周期阻断在S期,从而抑制白色念珠菌的分裂增殖过程来发挥抗真菌作用。
(3)抑制白色念珠菌的DNA的合成来发挥抗真菌作用。
(4)通过抑制白色念珠菌细胞膜组分麦角甾醇合成中的某一步而干扰细胞膜的生物合成,从而发挥抗真菌作用。
因此,PLAB的抗真菌作用的机制是对真菌细胞的细胞壁、细胞膜以及细胞核等细胞器综合作用的结果,有望成为新型的抗真菌药物。