當(dāng)下,真菌感染是威脅人類健康的重要因素之一。相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)顯示,全球每年有超過10億人受到真菌感染的影響,直接導(dǎo)致約250萬人死亡,其致死人數(shù)甚至超過了結(jié)核病和瘧疾。世界衛(wèi)生組織(WHO)已將多種耐藥真菌列為“緊迫威脅”,其中,能引發(fā)致命性腦膜炎的新生隱球菌(
Cryptococcus neoformans)就是科學(xué)界極為棘手的真菌之一。隱球菌性腦膜炎(cryptococcal meningitis,CM)是全球最常見的真菌性腦膜炎類型,每年新增病例超過22萬例,死亡人數(shù)約18萬例。
目前臨床使用的抗真菌藥主要有三大類,但存在一定局限性:例如兩性霉素B的毒性大,副作用較為明顯;唑類藥物則易產(chǎn)生耐藥性;而最新一代的棘白菌素類藥物——卡泊芬凈對(duì)新生隱球菌效果非常有限。為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的真菌感染,科學(xué)家還在尋找全新的抗真菌策略。
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圖片來源:123RF
最近,一項(xiàng)發(fā)表于《細(xì)胞》雜志上的研究帶來了新進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)了一種名為丁內(nèi)酯醇A(butyrolactol A)的天然產(chǎn)物,它能巧妙地瓦解真菌的耐藥防線。同時(shí),該分子可以與卡泊芬凈產(chǎn)生協(xié)同作用,殺死那些單獨(dú)藥物無法消滅的真菌。
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研究中,作者建立了一個(gè)包含約4000種微生物天然產(chǎn)物的提取物庫,并設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的篩選實(shí)驗(yàn):他們首先在新生隱球菌環(huán)境中添加了卡泊芬凈,但并不足以殺滅真菌。隨后,挑選出那些加入后能抑制真菌生長的化合物。最終,一種從鏈霉菌中分離出來的化合物脫穎而出,它就是丁內(nèi)酯醇A。
當(dāng)它與卡泊芬凈組合時(shí),能在短時(shí)間內(nèi)完全清除真菌細(xì)胞,并且治療效果持久,可以防止真菌“死灰復(fù)燃”。在感染了真菌的線蟲模型中,這種組合療法也顯著提高了宿主的生存率,并大幅降低了組織中的真菌負(fù)荷。
此外,丁內(nèi)酯醇A對(duì)另一種耐藥真菌——耳念珠菌同樣有效。在模擬耳念珠菌皮膚定植的小鼠模型中,局部聯(lián)合使用低劑量的丁內(nèi)酯醇A和卡泊芬凈,能顯著減少皮膚上的真菌載量,并且不會(huì)產(chǎn)生明顯毒性。這為治療淺表真菌感染提供了全新思路。
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▲研究示意圖(圖片來源:參考資料[1])
但丁內(nèi)酯醇A是如何做到這一切的?
研究者發(fā)現(xiàn),它精準(zhǔn)地找到了真菌的一個(gè)巨大弱點(diǎn)——磷脂翻轉(zhuǎn)酶。該酶負(fù)責(zé)將特定的磷脂分子從膜外側(cè)翻轉(zhuǎn)到內(nèi)側(cè),維持著內(nèi)外層磷脂成分的不對(duì)稱性,這對(duì)細(xì)胞的功能和生存至關(guān)重要。而丁內(nèi)酯醇A能完美地結(jié)合到這個(gè)酶的蛋白復(fù)合體中,使磷脂翻轉(zhuǎn)酶的運(yùn)轉(zhuǎn)受損。
隨后,一系列的連鎖反應(yīng)發(fā)生,例如磷脂運(yùn)輸中斷,導(dǎo)致細(xì)胞膜不對(duì)稱性被破壞,膜結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定;囊泡運(yùn)輸和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)過程被嚴(yán)重?cái)_亂;與膜功能緊密相關(guān)的肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架也出現(xiàn)異常分布。這些變化使得原本被細(xì)胞膜排除在外的卡泊芬凈可以順利進(jìn)入真菌細(xì)胞內(nèi)部,發(fā)揮殺菌作用。
研究還發(fā)現(xiàn),與傳統(tǒng)的多烯類藥物(如兩性霉素B)相比,丁內(nèi)酯醇A展現(xiàn)出了更高的選擇性。它對(duì)多種人類細(xì)胞系的毒性遠(yuǎn)低于兩性霉素B,溶血性也更低。這為克服耐藥真菌提供了一種安全且有效的潛在策略。
參考資料:
[1] Butyrolactol A enhances caspofungin efficacy via flippase inhibition in drug-resistant fungi. Cell (2026). DOI: 10.1016/j.cell.2025.11.036
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