烟曲霉生物膜研究进展
中药抗烟曲霉菌的研究
中药抗烟曲霉菌的研究发表时间：2014-11-24T10:20:09.233Z 来源：《世界复合医学》2014年第3期供稿作者：荀彦1 刘金辉[导读] 烟曲霉菌是导致免疫低下患者肺部感染、侵袭性肺曲霉病（IPA）等深部感染的常见真菌，特别是IPA 死亡率高达80%-90%，预后差。
荀彦1 刘金辉21.南昌大学第一临床医学院临床112 班；2.南昌大学医学院微生物学教研室南昌 330000【摘要】烟曲霉菌是导致免疫低下患者肺部感染、侵袭性肺曲霉病（IPA）等深部感染的常见真菌。
近年来随着侵入性治疗的运用、骨髓移植、广谱抗生素的滥用等情况，烟曲霉感染呈上升趋势。
中药抗菌的特殊机理，不易产生耐药性，中药用于治疗烟曲霉菌感染，对于临床很有实际意义。
本文总结近年资料后，对烟曲霉的致病，中药抗烟曲霉菌的效果，机制及相关影响因素进行探讨。
【关键词】中药抗菌；烟曲霉菌【中图分类号】R435.72【文献标识码】A【文章编号】1276-7808（2014）03-040-02 烟曲霉菌是导致免疫低下患者肺部感染、侵袭性肺曲霉病（IPA）等深部感染的常见真菌，特别是IPA 死亡率高达80%-90%，预后差。
近年来，由于脏器移植患者增加，艾滋病发病率迅速增长和广谱抗生素、免疫抑制剂及激素的大量应用，IPA 的发病率有明显上升趋势[1]。
因中药抗菌的特殊机理，不易产生耐药性，中药抗曲霉菌研究引起了广泛兴趣。
中药用于治疗深部真菌感染的深入探讨研究，特别是棘手的烟曲霉菌，目前还是研究较少的领域，而对临床治疗的进行很有实际意义。
本文在总结近年资料后，对烟曲霉的致病，中药抗烟曲霉菌的效果，机制及影响因素进行探讨。
1 烟曲霉菌致病1.1 曲霉致病机制侵袭力是真菌致病因素的重要组成部分[2]，曲霉侵袭机体的过程多数都是机体吸入曲霉的孢子，孢子生长成菌丝进一步侵袭组织引发各种严重临床症状。
烟曲霉菌菌丝片段和孢子被吸入气道后，致少量细胞因子甚至抑制细胞因子产生，不能使足够的炎症细胞向局部趋化，逃避吞噬，长期存活、芽生、释放大量过敏原，引起哮喘发作或过敏性支气管肺曲霉病（ABPA）等[3]。
烟曲霉β-1,3-葡聚糖合成酶在分子调控及真菌感染中的作用
烟曲霉β-1,3-葡聚糖合成酶在分子调控及真菌感染中的作用张曦;韩黎【摘要】As a major pathogenic fungus,Aspergillus fumigatus is able to cause the invasive pulmonary aspergilosis with high mortality,or chronic infection and allergic disease.β-1,3-glucan is not only the back-bone of cell wall of A.fumigatus,but also an essential immunogenic factor.β-1,3-glucan synthase is composed of a catalytic subunit,Fks and regulatory subunit,Rho1.Rho1 can bind to Fks and regulate the synthesis of β-1,3-glucan through the transformation and modification of its active state.It also may affect cellular translocation and function of Fks by controlling the actin cytoskeleton rearrangement.%烟曲霉是最为常见的重要病原真菌之一,可引起侵袭性曲霉病、变应性支气管肺曲霉病、曲霉肿以及严重过敏性哮喘等多种疾病,病死率高.β-1,3-葡聚糖是烟曲霉细胞壁的主要骨架成份,也是重要免疫原性因子,由β-1,3-葡聚糖合成酶催化生成,该酶主要由催化亚基Fks蛋白和调节亚基Rho1蛋白组成,Rho1可利用自身活性状态转化和修饰调控β-1,3-葡聚糖的合成,也可能通过控制肌动蛋白骨架重排影响Fks胞内转位和功能.该文对β-1,3-葡聚糖的合成的分子调控机制与烟曲霉及其他病原真菌感染进行综述.【期刊名称】《中国真菌学杂志》【年(卷),期】2017(012)005【总页数】4页(P309-311,317)【关键词】烟曲霉;β-1,3-葡聚糖;天然免疫应答;Rho蛋白【作者】张曦;韩黎【作者单位】中国人民解放军疾病预防控制所医院感染监控中心,北京100071;中国人民解放军疾病预防控制所医院感染监控中心,北京100071【正文语种】中文【中图分类】R379.6烟曲霉是最为常见的重要病原真菌之一，可引起侵袭性曲霉病、变应性支气管肺曲霉病、曲霉肿以及严重过敏性哮喘等多种疾病，每年患病人群约千万，其中侵袭性曲霉感染，严重破坏肺组织，病情进展迅速，目前缺乏有效治疗策略，病死率高(可高达90%)[1]。
烟曲霉肺部感染的免疫逃逸作用机制研究进展
㊃综述㊃烟曲霉肺部感染的免疫逃逸作用机制研究进展严唯1,2林时辉1幸宇2徐昉1(1.重庆医科大学附属第一医院重症医学科,重庆400016;2.重庆医科大学基础医学院法医学教研室,重庆400016)ʌ摘要ɔ侵袭性曲霉感染是免疫低下患者死亡重要原因㊂烟曲霉作为曲霉感染中最为常见的一类是重症患者中常见的肺部真菌感染,具有侵袭性和难治性㊂其通过吸入宿主体内,通过分泌的蛋白水解酶等定植于肺部㊂为了对抗宿主体内的保护性免疫反应并持续性生长繁殖,烟曲霉已经开发出了许多复杂且有效的免疫逃逸策略,包括黏附/定植㊁适应内环境压力㊁改变营养摄取㊁逃避宿主补体监视和下调宿主抗真菌反应等多种机制㊂了解真菌病原体与宿主间复杂的免疫串扰将是研究真菌感染发生机制和治疗标靶的核心内容,为从抗宿主免疫层面探讨烟曲霉治疗方法提供新思路㊂该文对近年来有关烟曲霉肺部感染的免疫逃逸机制研究进展作一综述㊂ʌ关键词ɔ烟曲霉;肺部感染;免疫反应;免疫逃逸ʌ中图分类号ɔ R379.6ʌ文献标志码ɔ A ʌ文章编号ɔ1673-3827(2021)16-0196-06曲霉菌属腐生真菌[1],现已经成为免疫功能低下患者致病性感染重要病原菌㊂全球因血液系统疾病㊁遗传免疫缺陷或实体器官移植等相关免疫抑制所致的侵袭性曲霉菌病(i n v a s i v e a s p e r g i l l o s i s, I A)已超过200000例/年[1-2]㊂曲霉菌感染可以引起I A㊁过敏性哮喘(a l l e r g i c a s t h m a)㊁过敏性支气管肺曲霉菌病(a l l e r g i c b r o n c h o p u l m o n a r y a s p e r-g i l l o s i s,A B P A)以及支气管哮喘或囊性纤维化的并发症等[3]㊂烟曲霉(A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s)是I A最常见病原体,侵袭性烟曲霉病是造成重症免疫受损患者死亡主要原因之一㊂烟曲霉可以通过过敏反应㊁非侵入性定植到威胁生命的侵入性感染起的肺组织破坏㊂尽管近年来通过更好的诊断和治疗方法I A患者的预后得到改善,但其发病率和死亡率仍然很高,尤其是在免疫缺陷的患者中[4]㊂烟曲霉经吸入进入宿主体内后,其通过诸如干扰宿主免疫反应㊁控制或逃避等复杂免疫逃逸机制,最终穿透组织屏障以实现在宿主体内传播㊂此时,宿主体内保护性免疫与致病微生物免疫逃避间存在一种微妙的平衡㊂而这一平衡的倾斜方向取决于基金项目:国家自然科学基金(81873928);重庆市科委基础科学与前沿技术研究项目(c s t c2019j c y j-m s x m X0301)作者简介:严唯,女(汉族),硕士研究生在读.E-m a i l:642024019@ q q.c o m通信作者:徐昉,E-m a i l:x u f a n g828@126.c o m宿主对抗微生物㊁病原体对抗/抑制或逃避宿主免疫防御两方面的能力㊂现总结近年来烟曲霉在肺部感染中的免疫逃逸和组织侵袭的相关研究,并探讨其作用机制㊂1烟曲霉侵袭性感染的致病基础现已发现的344种曲霉属中有近20种对人类具致病作用[5],烟曲霉是重要致病病原体[6]㊂烟曲霉菌落呈暗烟绿色绒状或絮状,广泛分布于土壤㊁空气等有机环境㊂烟曲霉致病性包括烟曲霉细胞壁成分和色素生成㊁参与免疫逃逸㊁营养吸收的组分㊁通过改变代谢增加毒力信号分子的各类水解酶等,并借此可参与细胞信号传导过程中各种分子及其结构蛋白间的复杂相互作用[7]㊂烟曲霉细胞壁的主要由β-葡聚糖㊁几丁质㊁半乳糖胺半乳聚糖(g a l a c t o s a m i n o g a l a c t a n,G A G)和α-葡聚糖组成[8],与真菌发病机制和毒力密切相关[9],也是重要的病原相关模式分子(p a t h o g e n-a s s o c i a t e d m o-l e c u l a r p a t t e r n s,P AM P s)㊂分生孢子是烟曲霉通过空气传播的主要形态[10],平均大小为2~3μm,室内外环境浓度范围为1~102/m3,可高达108/ m3[11],较黄曲霉㊁黑曲霉等更能深层侵入肺泡㊂分生孢子细胞壁外层是由黑色素所构成,可为烟曲霉提供抗紫外线辐射的保护,以维持细胞和孢子基因㊃691㊃中国真菌学杂志2021年6月第16卷第3期 C h i n J M y c o l,J u n e2021,V o l16,N o.3组稳定性[12]㊂分生孢子可通过被宿主吸入下呼吸道㊁侵入呼吸道上皮细胞后的发育生长发育成菌丝㊁菌丝侵袭血管等过程造成全身性感染[13]㊂中性粒细胞或吞噬细胞减少症患者[14-15],难以通过自身免疫反应阻止吸入的烟曲霉孢子或菌丝生长,导致肺部烟曲霉感染甚至多系统感染[16]㊂烟曲霉的致病成分还包括其产生的多种次级代谢产物,例如胶霉毒素(g l i o t o x i n,G T)㊁烟曲霉素(f u m a g i l l i n)㊁烟曲霉酸(h e l v o l i c a c i d)㊁烟曲霉毒素A(f u m i t-r e m o r g i n A)和烟曲霉溶血素[15]等㊂研究表明, G T由N R P S催化的丝氨酸和苯丙氨酸氨基酸的缩合反应产生,烟曲霉96%的毒力作用由其引起[17],其可通过启动局部或普遍免疫抑制机制,促进真菌生长并在宿主组织内定殖㊂烟曲霉素是烟曲霉在菌丝发育期间产生的另一重要毒素,其通过与蛋氨酸氨基肽酶2(M e t A P-2)共价相互作用,促进菌丝生长抑制活性氧(r e a c t i v e o x y g e n s p e c i e s, R O S)生成,抑制中性粒细胞功能和血管生成[18]㊂此外,烟曲霉还可以产生如过氧化氢酶㊁碱性蛋白酶㊁金属蛋白酶和丝氨酸蛋白酶等多种蛋白酶,促进组织黏附和穿透作用,提高侵入宿主能力并抵御机体免疫反应㊂可见,烟曲霉具有多种毒力结构/成分,参与其在肺部感染中的侵袭㊂2肺部烟曲霉感染与免疫逃逸病原微生物黏附宿主细胞同时也要适应肺部环境压力,并通过逃避免疫反应而持续存在[19]㊂烟曲霉可逃避免疫系统识别,绕过宿主抗真菌防御机制,以提高自身生存机会[20]㊂其免疫逃逸机制涉及产生或获取组织破坏酶㊁黏附与定植㊁适应宿主体内环境压力㊁逃避补体监视以及下调宿主炎症反应抑制作用等㊂2.1肺烟曲霉感染后的黏附㊁定植作用分生孢子细胞表面覆盖由R o d A疏水蛋白所组成的小棒层,可通过建立刚性框架限制多肽链的移动性[21],使其具有疏水性和防水性,利于在空气中扩散㊂分生孢子进入肺部后引起炎症反应使表皮受损,孢子表面层黏连蛋白受体与表皮下基底膜上层黏连蛋白结合,使烟曲霉更易定植[22]㊂烟曲霉表面的黏液细胞外基质也有助分生孢子黏附于基质[23]㊂同时,其细胞壁成分G A G亦是菌丝有效黏附宿主细胞表面并保护真菌细胞壁免受免疫识别所必需的重要成分[24]㊂此外,分泌丝氨酸蛋白酶㊁金属蛋白酶和天冬氨酸蛋白酶等蛋白水解酶可降解宿主结构屏障,促进侵袭能力,增强烟曲霉毒性[25]㊂2.2烟曲霉对机体内环境压力的适应烟曲霉细胞壁成分会因其不同形态(休眠㊁膨胀或发芽)㊁所处不同外部生存环境(p H值㊁低氧等)而发生改变[26]㊂烟曲霉在感染进程中已逐步形成抵抗温度㊁p H值㊁水平衡㊁氧化损伤和抗真菌宿主分子等压力的机制[27]㊂烟曲霉能在高达55ħ下生长,并可承受70ħ环境温度[28],耐热性相关基因t h t A㊁a f p m t1㊁c r g A和i r e A在烟曲霉耐热机制中发挥作用㊂其中,a f p m t1转录甘露糖基转移酶,负责48ħ下的烟曲霉生长;c r g A可编码核糖体生物发生蛋白;i r e A则编码内质网㊁网状跨膜传感器蛋白[7]㊂这些耐热机制可作为体内应激反应一部分而被激活,有助其在宿主体内生存㊂研究表明,烟曲霉定植于肺部并持续生存的环境中氧气浓度偏低,烟曲霉不仅可适应这一低氧环境[29],还可抑制血管生成而导致肺缺氧,进一步阻止受损组织新血管形成[30]㊂活性氧(r e a c t i v e o x y g e n s p e c i e s, R O S)被认为是抵抗烟曲霉重要宿主防御反应,但烟曲霉侵入过程中会产生过氧化氢酶[31]㊁超氧化物歧化酶[32]㊁抗氧化剂硫氧还蛋白[33]㊁谷胱甘肽[34]及其相关酶以抵抗R O S作用[35]㊂而烟曲霉对p H值变化则并不特别敏感,酸㊁碱性条件下均可生长㊂2.3烟曲霉免疫逃逸中的营养摄取营养可用性与可吸收性是真菌感染宿主细胞基本要求[36]㊂烟曲霉富含大量蛋白酶[37],可以从蛋白质降解中获取碳,因而其生长并不需任何特定碳源[38]㊂肺部主要的蛋白质是胶原蛋白和弹性蛋白,蛋白酶可降解肺组织蛋白质并提供碳㊁氮获取所必需氨基酸[39-40]㊂烟曲霉含大量蛋白酶和肽酶,以及氨基酸转运蛋白编码基因,以确保从外源蛋白质底物中释放和吸收氨基酸,烟曲霉可以通过多种调节机制来确保氮的摄取[41]㊂烟曲霉A r e A型G A T A因子可以与其他转录因子相互作用,来响应细胞内谷氨酰胺水平[42]㊂缺乏G A T A因子的烟曲霉毒性也会比正常曲霉菌株低[43]㊂铁是细胞生物学过程必需营养素,在烟曲霉毒力维持㊁糖异生㊁蛋白磷酸酶活性㊁细胞壁完整性等中均发挥作用㊂而烟曲霉缺乏铁排泄机制,因而需要控制铁吸收㊁代谢以调节铁稳态㊂烟曲霉不能直接利用血红素㊁铁蛋白或转铁蛋白等铁源,铁载体介导的铁吸㊃791㊃中国真菌学杂志2021年6月第16卷第3期 C h i n J M y c o l,J u n e2021,V o l16,N o.3收和高亲和力还原铁同化(r e d u c t i v e i r o n a s s i m i l a-t i o n,R I A)是目前证实的两种自身供铁机制[44-45]㊂而铁代谢受H a p X(抑制铁消耗途径)和S r e A(抑制铁载体系统)两个主要转录因子调节[46]㊂细胞内铁蛋白和铁载体对于烟曲霉毒力也至关重要㊂细胞内㊁外铁载体不足都会使毒力部分减低[47]㊂若完全消除铁载体生物合成会则可使小鼠模型侵袭性肺烟曲霉绝对无毒性[48]㊂锌对真菌生长也是必不可少的,烟曲霉必须使用锌转运蛋白(z i n c-t r a n s p o r t e r s,Z N T s)进行代谢[49]㊂更为重要的是, Z a f A和Z r f C样蛋白仅在真菌间分布,是特定真菌靶标[50-51]㊂Z a f A基因缺失会损害烟曲霉生长和发芽功能[52],锌螯合化合物则会抑制其生长[50-51]㊂此外,Z a f A还可上调烟曲霉z r f C和a s p f2表达,影响铁摄取和麦角固醇生物合成㊁氧化应激适应性反应及次级代谢产物产生等基因的表达[53]㊂2.4烟曲霉对宿主补体监视的逃避宿主对微生物的早期防御之一是补体激活,介导感染性病原体的吞噬㊂烟曲霉分生孢子定植肺部后会受到宿主补体系统攻击㊂在补体激活时宿主细胞也会通过一系列调节剂来控制和防止补体对自身细胞的攻击,利用这一方面,烟曲霉已进化出控制宿主补体攻击的逃逸策略[54]㊂其分生孢子色素1,8-二羟基萘(D H N)黑色素可防止C3结合[55-56]㊂烟曲霉色素合成关键基因 a l b1失活使烟曲霉色素缺失,孢子与补体C3结合增强,易于被吞噬细胞所识别吞噬[56]㊂同时,真菌丝氨酸蛋白酶A l p1可裂解并降解人补体蛋白C3㊁C4和C5,使真菌从补体攻击中逃脱[57]㊂烟曲霉进入机体后亦可利用可溶性人血浆调节剂[包括因子H㊁H样蛋白1(F H L-1)㊁C4b结合蛋白(C4B P)和纤溶酶原]来限制补体沉积[54]㊂其分生孢子表面表达的A s p f2既是锌稳态调节蛋白[58-59]又是纤溶酶原结合与补体调节剂获得表面蛋白,可与因子H㊁F H L-1和F H R1结合蛋白,并抑制人嗜中性粒细胞调理/吞噬作用,有助真菌免疫逃逸㊂A s p f2结合纤溶酶原使其转化为活性纤溶酶,利用宿主活性蛋白酶纤溶酶破坏人肺上皮细胞,改变细胞代谢活性,并诱导细胞收缩,导致上皮下细胞外基质暴露,增强真菌侵袭力[60]㊂A s p f2敲除则使烟曲霉更有效与C3b发生作用,并被吞噬[60]㊂2.5下调宿主炎症反应抑制抗烟曲霉作用烟曲霉生物膜的调节作用烟曲霉生物膜可保护真菌免受免疫反应杀伤,并增强其对抗真菌物质的抵抗力㊂烟曲霉分生孢子表面共价结合到细胞壁上的疏水性R o d A蛋白组成棒状层,可避免被免疫系统识别并使其具有免疫惰性,从而抑制树突状细胞或肺泡巨噬细胞成熟/激活,并失去对T h 细胞免疫应答的激活能力[61]㊂细胞壁G A G成分有利于曲霉菌感染发展[62],极具侵略性,甚至在免疫能力正常小鼠中也能促进其生长㊂G A G可通过诱导白介素1受体拮抗剂(I L-1R a)来抑制人或小鼠T h1和T h17细胞因子产生[24,63],也能通过诱导细胞凋亡和对中性粒细胞胞外捕获物(n e u t r o p h i l e x t r a c e l l u l a r t r a p s,N E T s)的抗性能以减少中性粒细胞募集,增加侵袭性曲霉病易感性[63]㊂烟曲霉次级代谢产物的调节作用烟曲霉的次级代谢产物同样具有极强免疫抑制作用,可协助真菌适应不同环境条件,提高其物种竞争力或抑制免疫反应[64]㊂烟曲霉合成的D HN-黑色素[65]是其借以逃避免疫监视的主要工具㊂黑色素可降低紫外线对烟曲霉的影响,维持基因组稳定性[12]㊂其亦能减少细胞吞噬作用和降低杀灭微生物肽毒性[66-68]㊂同时,黑色素还可提高烟曲霉对R O S㊁抗真菌药物和细胞裂解的抗性[7]㊂而D H N-黑色素则能阻断吞噬溶酶体,并且诱导P I3K/A k t激酶直接磷酸化,使分生孢子可通过阻止胱天蛋白酶活化而抑制巨噬细胞凋亡途径[69]㊂次级代谢产物G T是一种免疫抑制性的真菌毒素[70]㊂G T可通过抑制肌酸激酶㊁N A D P H氧化酶等以改变宿主防御系统㊂其能阻止N A D P H氧化酶复合物组装与活性,抑制中性粒细胞呼吸爆发[71];其也可通过直接灭活蛋白硫醇来抑制巨噬细胞和多形核细胞功能[71-72],抑制对分生孢子的吞噬作用[73],以促进体内真菌传播㊂G T亦可通过抑制N F-κB信号途径,破坏宿主促炎反应[74]㊂G T 还能作用于细胞产生的活性氧损伤D N A,诱导凋亡性细胞死亡㊂烟曲霉素则可促进菌丝生长,抑制了R O S生成[18],且具有抗血管生成活性,能促进真菌侵袭破坏肺上皮细胞[75]㊂其还有抑制中性粒细胞功能和诱导红细胞死亡等作用[76]㊂烟曲霉酸则属于一类天然类固醇抗生素,可以影响巨噬细胞功能,还会引起上皮细胞的纤毛化和破裂[77]㊂核糖毒素(r i-b o t o x i n)属灭活核糖体的碱性蛋白,可通过催化灭活核糖体抑制蛋白质合成㊂A s p f1是一种核糖毒㊃891㊃中国真菌学杂志2021年6月第16卷第3期 C h i n J M y c o l,J u n e2021,V o l16,N o.3素,与过敏性曲霉疾病有关[78]㊂烟曲霉诱导T h2相关免疫损伤 T h2在烟曲霉感染期间似乎起非保护作用,尤其在与真菌分泌蛋白质相互作用后更为明显㊂在曲霉感染中T h2不仅抑制保护性免疫,且是引起过敏反应的关键因素㊂T h2细胞通过抑制促炎细胞因子和趋化因子,抑制T细胞活化和I F N-γ表达并促进T h2反应,从而对曲霉病的保护性T h1反应产生负面影响[79]㊂烟曲霉刺激支气管上皮细胞后,还能激活蛋白酶受体(P A R-2)和P T P N11(S H P2),这种磷酸酶亦可抑制I F N-γ信号传导,使得C D4+T细胞偏向T h2细胞反应[80]㊂动物模型中已证实,过度的T h2反应与曲霉病不良预后相关[81]㊂综上所述,烟曲霉的结构与其致病因子复杂多样,面对机体免疫反应烟曲霉已开发出多种免疫逃逸策略以提高自身在宿主体内的生存率㊂其在 恶劣 的环境中形成了补偿机制和途径来抵消不利于自身生存的环境因素,这种能力可以帮助真菌抵抗宿主的防御,造成宿主的肺组织破坏性感染㊂烟曲霉可以通过黏附/定植㊁适应内环境压力㊁改变营养摄取㊁逃避宿主补体监视和下调宿主抗真菌反应等方式来逃避宿主的炎症反应,这也使烟曲霉感染更具侵袭性㊁难治性㊂随着免疫功能低下患者人数的增加,烟曲霉肺部感染数量也将会持续增长㊂了解真菌病原体与宿主间复杂的免疫串扰将是研究真菌感染发生机制和治疗标靶的核心内容,为从抗宿主免疫层面探讨烟曲霉新的治疗方法提供了更广阔前景㊂参考文献[1]B r o w n G D,D e n n i n g D W,G o w N A,e t a l.H i d d e n k i l l e r s:h u m a n f u n g a l i n f e c t i o n s[J].S c i T r a n s l M e d,2012,4(165):165-r v13.[2]K o n t o y i a n n i s D P,M a r r K A,P a r k B J,e t a l.P r o s p e c t i v es u r v e i l l a n c e f o r i n v a s i v e f u n g a l i n f e c t i o n s i n h e m a t o p o i e t i cs t e m c e l l t r a n s p l a n t r e c i p i e n t s,2001-2006:o v e r v i e w o f t h eT r a n s p l a n t-A s s o c i a t e d I n f e c t i o n S u r v e i l l a n c e N e t w o r k(T R A N S N E T)d a t a b a s e[J].C l i n I n f e c t D i s,2010,50(8): 1091-1100.[3]C h a b i M L,G o r a c c i A,R o c h e N,e t a l.P u l m o n a r y a s p e r g i l-l o s i s[J].D i a g n I n t e r v 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g,2006,2(12):e129.[14] B e n-A m i R,L e w i s R E,K o n t o y i a n n i s D P.E n e m y o f t h e(i mm u n o s u p p r e s s e d)s t a t e:a n u p d a t e o n t h e p a t h o g e n e s i so f A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s i n f e c t i o n[J].B r J H a e m a t o l, 2010,150(4):406-417.[15] P a u l u s s e n C,H a l l s w o r t h J E,ál v a r e z-Pér e z S,e t a l.E c o l o-g y o f a s p e r g i l l o s i s:i n s i g h t s i n t o t h e p a t h o g e n i c p o t e n c y o fA s p e r g i l l u s f u m i g a t u s a n d s o m e o t h e r A s p e r g i l l u s s p e c i e s[J].M i c r o b B i o t e c h n o l,2017,10(2):296-322. [16] K o s m i d i s C,D e n n i n g D W.T h e c l i n i c a l s p e c t r u m o f p u l m o-n a r y a s p e r g i l l o s i s[J].T h o r a x,2015,70(3):270-277.[17] G a r d i n e r D M,W a r i n g P,H o w l e t t B J.T h e e p i p o l y t h i o d i o x-o p i p e r a z i n e(E T P)c l a s s o f f u n g a l t o x i n s:d i s t r i b u t i o n,m o d e o f a c t i o n,f u n c t i o n s a n d b i o s y n t h e s i s[J].M i c r o b i o l o g y(R e a d i n g),2005,151(P t4):1021-1032.[18] F a l l o n J P,R e e v e s E P,K a v a n a g h K.T h e A s p e r g i l l u s f u-m i g a t u s t o x i n f u m a g i l l i n s u p p r e s s e s t h e i mm u n e r e s p o n s e o fG a l l e r i a m e l l o n e l l a l a r v a e b y i n h i b i t i n g t h e a c t i o n o f h a e m o-c y t e s[J].M i c r o b i o l o g y(R e ad i n g),2011,157(P t5):1481-1488.[19] L o u s s e r t C,S c h m i t t C,P r e v o s t M C,e t a l.I n v i v o b i o f i l mc o m p o s i t i o n o f A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s[J].C e l l M i c r o b i o l,2010,12(3):405-410.[20] C h a i L Y,N e t e a M G,V o n k A G,e t a l.F u n g a l s t r a t e g i e s f o ro v e r c o m i n g h o s t i n n a t e i mm u n e r e s p o n s e[J].M e d M y c o l, 2009,47(3):227-236.[21] P a r i s S,D e b e a u p u i s J P,C r a m e r i R,e t a l.C o n i d i a l h y d r o-p h o b i n s o f A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s[J].A p p l E n v i r o n M i c r o-b i o l,2003,69(3):1581-1588.[22] G i r a r d i n H,S a r f a t i J,T r a o réF,e t a l.M o l e c u l a r e p i d e m i-o l o g y o f n o s o c o m i a l i n v a s i v e a s p e r g i l l o s i s[J].J C l i n M i c r o-b i o l,1994,32(3):684-690.[23] B a y r y J,A i m a n i a n d a V,G u i j a r r o J I,e t a l.H y d r o p h o-b i n s u n i q u e f u n g a l p r o t e i n s[J].P L o S P a t h o g,2012,8(5):e1002700.㊃991㊃中国真菌学杂志2021年6月第16卷第3期 C h i n J M y c o l,J u n e2021,V o l16,N o.3[24] S p e t h C,R a m b a c h G,L a s s-F l o r l C,e t a l.G a l a c t o s a m i n-o g a l a c t a n(G A G)a n d i t s m u l t i p l e r o l e s i n A s p e r g i l l u s p a t h-o g e n e s i s[J].V i r u l e n c e,2019,10(1):976-983.[25] B e r g m a n n A,H a r t m a n n T,C a i r n s T,e t a l.A r e g u l a t o r o fA s p e r g i l l u s f u m i g a t u s e x t r a c e l l u l a r p r o t e o l y t i c a c t i v i t y i sd i s pe n s a b l ef o r v i r u l e n c e[J].I n f e c t I mm u n,2009,77(9):4041-4050.[26] L a t géJ P,B e a u v a i s A.F u n c t i o n a l d u a l i t y o f t h e c e l l w a l l[J].C u r r O p i n M i c r o b i o l,2014,20:111-117. [27] E n e I V,A d y a A K,W e h m e i e r S,e t a l.H o s t c a r b o n s o u r c e sm o d u l a t e c e l l w a l l a r c h i t e c t u r e,d r u g r e s i s t a n c e a n d v i r u l e n c ei n a f u n g a l p a t h o g e n[J].C e l l M i c r o b i o l,2012,14(9):1319-1335.[28] B h a b h r a R,A s k e w D S.T h e r m o t o l e r a n c e a n d v i r u l e n c e o fA s p e r g i l l u s f u m i g a t u s:r o l e o f t h e f u n g a l n u c l e o l u s[J].M e d M y c o l,2005,43(S u p p l1):S87-S93.[29] S c h r e t t l M,B e c k m a n n N,V a r g a J,e t a l.H a p X-m e d i a t e da d a p t i o n t o i r o n s t a r v a t i o n i s c r u c i a l f o r v i r u l e n c e o f A s p e r-g i l l u s f u m i g a t u s[J].P L o S P a t h o g,2010,6(9):e1001124.[30] B e n-A m i R.A n g i o g e n e s i s a t t h e m o l d-h o s t i n t e r f a c e:a p o-t e n t i a l k e y t o u n d e r s t a n d i n g a n d t r e a t i n g i n v a s i v e a s p e r g i l l o-s i s[J].F u t u r e M i c r o b i o l,2013,8(11):1453-1462. [31] P a r i s S,W y s o n g D,D e b e a u p u i s J P,e t a l.C a t a l a s e s o f A s-p e r g i l l u s f u m i g a t u s[J].I n f e c t I mm u n,2003,71(6): 3551-3562.[32] L a m b o u K,L a m a r r e C,B e a u R,e t a l.F u n c t i o n a l a n a l y s i so f t h e s u p e r o x i d e d i s m u t a s e f a m i l y i n A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s[J].M o l M i c r o b i o l,2010,75(4):910-923. [33] K u r u c z V,K rüg e r T,A n t a l K,e t a l.A d d i t i o n a l o x i d a t i v es t r e s s r e r o u t e s t h e g l o b a l r e s p o n s e o f A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s t o i r o n d e p l e t i o n[J].B M C G e n o m i c s,2018,19(1):357.[34] B u r n s C,G e r a g h t y R,N e v i l l e C,e t a l.I d e n t i f i c a t i o n,c l o-n i n g,a n d f u n c t i o n a l e x p r e s s i o n o f t h r e e g l u t a t h i o n e t r a n s f e r-a s e g e n e s f r o m A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s[J].F u n g a l G e n e tB i o l,2005,42(4):319-327.[35]S t a e r c k C,V a n d e p u t t e P,G a s t e b o i s A,e t a l.E n z y m a t i cm e c h a n i s m s i n v o l v e d i n e v a s i o n o f f u n g i t o t h e o x i d a t i v e s t r e s s:f o c u s o n s c e d o s p o r i u m a p i o s p e r m u m[J].M y c o p a t h-o l o g i a,2018,183(1):227-239.[36] F l e c k C B,S c h o b e l F,B r o c k M.N u t r i e n t a c q u i s i t i o n b yp a t h o g e n i c f u n g i:n u t r i e n t a v a i l a b i l i t y,p a t h w a y r e g u l a t i o n,a n d d i f f e r e n c e s i n s ub s t r a t e u t i l i z a t i o n[J].I n t J M e d M ic r o-b i o l,2011,301(5):400-407.[37] K a r k o w s k a-K u l e t a J,K o z i k A.C e l l w a l l p r o t e o m e o f p a t h-o g e n i c f u n g i[J].A c t a B i o c h i m P o l,2015,62(3):339-351.[38] M o n o d M,P a r i s S,S a n g l a r d D,e t a l.I s o l a t i o n a n d c h a r a c-t e r i z a t i o n o f a s e c r e t e d m e t a l l o p r o t e a s e o f A s p e r g i l l u s f u-m i g a t u s[J].I n f e c t I mm u n,1993,61(10):4099-4104.[39]S r i r a n g a n a d a n e D,W a r i d e l P,S a l a m i n K,e t a l.A s p e r g i l-l u s p r o t e i n d e g r a d a t i o n p a t h w a y s w i t h d i f f e r e n t s e c r e t e d p r o-t e a s e s e t s a t n e u t r a l a n d a c i d i c p H[J].J P r o t e o m e R e s, 2010,9(7):3511-3519.[40]S h a r o n H,H a g a g S,O s h e r o v N.T r a n s c r i p t i o n f a c t o r P r t Tc o n t r o l s e x p r e s s i o n o f m u l t i p l e s e c r e t ed p r o te a s e s i n t h e h u-m a n p a t h o g e n i c m o l d A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s[J].I n f e c t I m-m u n,2009,77(9):4051-4060.[41] A m i c h J,B i g n e l l E.A m i n o a c i d b i o s y n t h e t i c r o u t e s a s d r u gt a r g e t s f o r p u l m o n a r y f u n g a l p a t h o g e n s:w h a t i s k n o w n a n dw h y d o w e n e e d t o k n o w m o r e[J]?C u r r O p i n M i c r o b i o l, 2016,32:151-158.[42] L e e I R,C h o w E W,M o r r o w C A,e t a l.N i t r o g e n m e t a b o l i t er e p r e s s i o n o f m e t a b o l i s m a n d v i r u l e n c e i n t h e h u m a n f u n g a l p a t h o g e n C r y p t o c o c c u s n e o f o r m a n s[J].G e n e t i c s,2011, 188(2):309-323.[43] H e n s e l M,A r s t HN J r,A u f a u v r e-B r o w n A,e t a l.T h e r o l eo f t h e A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s a r e A g e n e i n i n v a s i v e p u l m o-n a r y a s p e r g i l l o s i s[J].M o l G e n G e n e t,1998,258(5):553-557.[44] H a a s H.F u n g a l s i d e r o p h o r e m e t a b o l i s m w i t h a f o c u s o nA s p e r g i l l u s f u m i g a t u s[J].N a t P r o d R e p,2014,31(10):1266-1276.[45] B l a t z e r M,B i n d e r U,H a a s H.T h e m e t a l l o r e d u c t a s e F r e Bi s i n v o l v e d i n a d a p t a t i o n o f A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s t o i r o ns t a r v a t i o n[J].F u n g a l G e n e t B i o l,2011,48(11): 1027-1033.[46] M o o r e MM.T h e c r u c i a l r o l e o f i r o n u p t a k e i n A s p e r g i l l u sf u m ig a t u s v i r u l e n c e[J].C u r r O p i n M i c r o b i o l,2013,16(6):692-699.[47] Y a s m i n S,A l c a z a r-F u o l i L,G rün d l i n g e r M,e t a l.M e v a l-o n a t e g o v e r n s i n t e r d e p e n d e n c y o f e r g o s t e r o l a n d s i d e r o p h o r eb i o s y n t h e s e s i n t h e f u n g a l p a t h o g e n A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s[J].P r o c N a t l A c a d S c i U S A,2012,109(8):E497-504.[48] H i s s e n A H,W a n A N,W a r w a s M L,e t a l.T h e A s p e r g i l-l u s f u m i g a t u s s i d e r o p h o r e b i o s y n t h e t i c g e n e s i d A,e n c o d i n gL-o r n i t h i n e N5-o x y g e n a s e,i s r e q u i r e d f o r v i r u l e n c e[J].I n-f e c t I mm u n,2005,73(9):5493-5503.[49] V i c e n t e f r a n q u e i r a R,A m i c h J,L a s k a r i s P,e t a l.T a r g e t i n gz i n c h o m e o s t a s i s t o c o m b a t A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s i n f e c-t i o n s[J].F r o n t M i c r o b i o l,2015,6:160.[50] L a s k a r i s P,A t r o u n i A,C a l e r a J A,e t a l.A d m i n i s t r a t i o n o fz i n c c h e l a t o r s i m p r o v e s s u r v i v a l o f m i c e i n f e c t e d w i t h A s p e r-g i l l u s f u m i g a t u s b o t h i n m o n o t h e r a p y a n d i n c o m b i n a t i o nw i t h c a s p o f u n g i n[J].A n t i m i c r o b A g e n t s C h e m o t h e r, 2016,60(10):5631-5639.[51] L a s k a r i s P,V i c e n t e f r a n q u e i r a R,H e l y n c k O,e t a l.A N o-v e l p o l y a m i n o c a r b o x y l a t e c o m p o u n d t o t r e a t m u r i n e p u l m o-n a r y a s p e r g i l l o s i s b y i n t e r f e r i n g w i t h z i n c m e t a b o l i s m[J].A n t i m i c r o b A g e n t s C h e m o t h e r,2018,62(6):e02510-17.[52] A b a d A,F e r nán d e z-M o l i n a J V,B i k a n d i J,e t a l.W h a tm a k e s A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s a s u c c e s s f u l p a t h o g e n?G e n e sa n d m o l e c u l e s i n v o l v e d i n i n v a s i v e a s p e r g i l l o s i s[J].R e vI b e r o a m M i c o l,2010,27(4):155-182.[53] V i c e n t e f r a n q u e i r a R,A m i c h J,M a rín L,e t a l.T h e T r a n-s c r i p t i o n f a c t o r Z a f A r e g u l a t e s t h e h o m e o s t a t i c a n d a d a p t i v e r e s p o n s e t o z i n c s t a r v a t i o n i n A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s[J].G e n e s(B a s e l),2018;9(7):318.[54] B e h n s 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r-2i n a i r-w a y e p i t h e l i a l c e l l s a n d s k e w i n g t h e c e l l s t o w a r d a T-h e l p e r2b i a s[J].A m J R e s p i r C e l l M o l B i o l,2016,54(1):60-70.[81] C e n c i E,M e n c a c c i A,B a c c i A,e t a l.T c e l l v a c c i n a t i o n i nm i c e w i t h i n v a s i v e p u l m o n a r y a s p e r g i l l o s i s[J].J I mm u n o l, 2000,165(1):381-388.[收稿日期]2020-05-18[本文编辑]卫凤莲㊃102㊃中国真菌学杂志2021年6月第16卷第3期 C h i n J M y c o l,J u n e2021,V o l16,N o.3。
烟曲霉的酶工程应用研究进展
一 ５ 一
烟 曲霉 的 酶 工程 应 用研 究 进展
张海 涛 周东群 刘新 利
（ 山东轻 工业 学 院 山东 省微 生物 工程 重点 实验 室 ， 济南
２０ ５ ） ５ ３３
摘
要 ： 文 着重介 绍 了烟 曲霉 产生 的几 丁 质 酶和 植 酸 酶 的 酶 学性 质 、 关基 因、 源 本 相 异
Ｃｅ ｐＡ等 。本 文主 要对 烟 曲霉 在酶工 程 方 面的应 用及其 酶 的相关 基 因应用 进 行 了综述 。
１ 烟 曲霉 几丁质 酶
验 证具 有 内切 、 外切 及转 糖 苷活性 。
１ １２ 几 丁质 酶学 性质 ．．
由于几 丁 质酶是 一 类复 合酶 ， 多种 蛋 白组 有 成， 各种 蛋 白的性质 有其 自身的特 点 。几 丁质 酶
要存 在 于植 物 中 ， Ｉ和 Ⅳ型在 与几 丁质 结合 有关
的 Ｎ端有 一 半 胱 氨 酸 的 富 集 区 ， Ⅱ型 缺 乏 这 而
一
曲霉对 人 及 畜 禽 的感 染 条 件 、 致病 因子 、 用 机 作
制、 防护 防治 等 相 关 研 究 已有 较 多 报 道 。但 是 ， 烟 曲霉 除具有 条件 致病 性之 外 ， 还能 产 生多种 有 用 的酶类 ， 比如 几 丁质 酶 、 酸酶 等 ， 植 在酶 工程 领
前
言
几 丁质 酶根 据 其 氨 基 酸序 列 特 征 可 分 成 ６
类 ， Ⅱ、 Ｉ、 Ⅳ型 归 于糖基 化水 解酶 的第 １ ， ９族 主
烟 曲霉 （ ｓｅｇｌ ｓｆｍｉ ｔｓ 是 自然 界 普 Ａ ｐ ｒｉｕ ｕ ｇ ｕ ） ｌ ａ 遍存在 、 通过 空 气 传播 的腐 生 条 件致 病 真 菌 ， 是 过 敏性 支气 管 肺 曲霉 病 的 主要 变 应 原 。关 于烟
烟曲霉菌临床分离株生物膜形成能力与基因分型研究
型Ｂ Ｆ形 成 能 力 较 强 ， Ⅳ型 较 弱 。结 论
大 多 数 烟 曲霉 菌 临 床 分 离株 具 有 Ｂ Ｆ形 成 能 力 ， 不 同 基 因 型 的 烟 曲 霉 菌
株 Ｂ Ｆ形成能力存在差异 ， 院内侵袭性烟 曲霉菌感染 主要 由 Ⅱ型 克隆株水 平传播 引起 ； 建 立 医院烟 曲霉菌 Ｂ Ｆ形
Ｂ ｉ ｏ ｉ ｆ ｌ ｍ ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｇ ｅ ｎ ｏ ｔ ｙ ｐ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃ ｌ ｉ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ Ａｓ ｐ ｅ ｒ ｇ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｆ ｕ ｍｉ ｇ ａ ｔ ｕ ｓ
ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ Ａｓ ｐ ｅ ｒ ｇ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｆ ｕ ｍｉ ｇ ａ ｔ ｕ ｓ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｓ ， ｓ ｏ ａ ｓ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ Ａ． ｆ ｕ ｍｉ ｇ ａ ｔ ｕ ｓ Ｂ Ｆ － ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｎ ｏ ｓ ｏ ｃ ｏ —
能力 ， 扫 描 电镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ） 观察并证实 Ｂ Ｆ形 成 ， 对 所有 受试菌株 进行 随机 扩增 多态性 Ｄ ＮＡ（ Ｒ ＡＰ Ｄ） 分 型 及 聚 类 分 析， 比较 菌 株 的 同 源性 及 不 同 基 因 型 Ｂ Ｆ形 成 能 力 的 差 异 。结 果 受 试 的 ４ ２株 烟 曲 霉 菌 中 ３ ４株 形 成 Ｂ Ｆ， 占
８ １ ． ０ ； Ｒ ＡＰ Ｄ方法可将全部受试菌株分为 ７ 个 基 因型 ： Ｉ～ Ⅶ ， 其 中 Ⅱ型 ｌ ７株 占 ４ ０ ． ５ Ａ ０， 为 优势 菌株 ； Ｉ型 ２
烟曲霉毒力因子的研究进展
用， 目前 仍 存 在 争 论 。 一些 人 认 为 ， 组 织 基 质 主 要 肺
由弹性 蛋 白和 胶 原 构 成 。胞 外 蛋 白 酶 可 能 参 与 肺 组 织 结 构 蛋 白的 水解 。应 用 抗 蛋 白酶 特 异 的 抗 体 通 过 免 疫组 化 或 Ｗｅｔｒ 杂 交 证 实 ， 感 染 的肺 组 织 中有 ｓｎ ｅ 在
烟 曲霉 分 泌 的 蛋 白酶 存 在 。 在 患 曲 霉 肿 （ｓｅｇｌ。 ａｐｒｉｏ ｌ
ｍａ病 人 的 血 清 中也 可 检 测 到 一 些 蛋 白 酶 的 抗 体 。 ） 但 组 织 病 理 学 也显 示 出 ， 感 染 的肺 组 织 中 ， 菌 侵 在 真
其特征之一 。它主要 由疏 水 蛋 白构 成 ， 赋予 孢子 的 疏 水 特 性 。 在 克 隆 到 编 码 这 种 蛋 白 的 Ｒ ｄ 基 因 ｏＡ
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烟 曲 霉 毒 力 因 子 的 研 究 进 展
北 京 大 学 附属 第 一 医 院皮 肤科 杜 晨 综述 李若瑜 审校
摘 要 本 文 综 述 了烟 曲霉 粘 附 因子 、 外 蛋 白酶 、 谢 酶 、 素 分 子 等 在 侵 袭 性 感 染 中的 作 用 。 同 细 菌 胞 代 毒 相 比 ， 种 条 件 致 病 菌 目前 鉴 定 出的 毒 力 因子 还很 少 ， 用分 子 遗 传 学新 技 术 、 方 法 ， 良 、 范 动 物 模 型 ， 这 利 新 改 规
毒 力 并 不 是 根 本 的 ∞ 。另 外 发 芽 孢 子 和 菌 丝 也 可 以 Ｊ 产 生 一 些 疏 水 蛋 白 ， 于 它 们 的 性 质 及 作 用 目前 尚 关 不清楚 。
比 ， 染 情 况 及 引起 动 物 死 亡 率 都 相 同 ＿ 。 最 近 又 感 ８ Ｊ
烟曲霉的酶工程应用研究进展
ｄ烟曲霉产壳聚糖酶的能力达 ２． ／ １ ５ ＵＭ ， １ 黄惠 的催化域 与 Ｉ、 Ⅱ的催 化域 相 比有 二处 氨基 酸缺 养 ３ ，
成营养素传感系统的 Ｃ ｃ ｐＡ等。 本文对烟曲霉在酶 往有非常酸性或非常碱性的 ｐ。大多数细菌性几 Ｉ Ｈ为酸性 或碱性 ， 而放 线菌 和真 菌 工 程方 面的应 用及 其酶 的相 关基 因应 用 进行 了综 丁质酶 的最适 ｐ
述。
的最 适 ｐ 常是 酸性 的 ，关 于几 丁质 酶 的热 稳 定 Ｈ
失。Ⅲ、 Ｖ型归 于第 １ ， 存在 于病毒 、 ８族 广泛 细菌 、 莉等从 福 建崇 武海域 中的生 物共 生及 附生 微生 物 真菌 、 昆虫 、 肢 动物 、 物 和哺 乳 动物 中， 氨基 中筛选 分 离得 到产 甲壳 素脱 乙酰 酶 的海洋 烟 曲霉 节 植 其
０— ， 发 酸 序列与 １ 缺乏 同源性 。而 Ｎ ９族 一乙酰葡 萄糖胺 １ １ ３ 并 对其 发 酵条 件 进 行研 究 ， 现适 宜 的 实 Ｎ ． 最适 ｐ 为 ３６ 最 适 温 度 ０ Ｈ ．、 酶 被归 于第 ２ ０族 ， 曲霉来 源 的几 丁质 酶属 于 ｌ 烟 ８ 验条 件 为 Ｃ／ 为 １ 、 家 族 的几 丁 质酶 ， 并且 已被 验证 具有 内切 、 切及 为 ２ ℃ ， 酶 活为 ：． ４ Ｕｍ 。王颖 等人 从烟 曲 外 ５ 其 ０４ ６ ／Ｌ ７ 转糖 苷活性 。 １ ． 丁质 酶学性 质 ． ２几 １
几丁质 酶根 据其 氨基酸 序列 特征可 分成 ６类， ｎｓＫ １７的胞 外几 丁酶 Ｆ 有 与地衣 芽孢 杆菌 几 ｏａ ２ ８ ２
烟曲霉关键致病因子研究进展
（ Ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ Ｍｉ ｌ ｉ ｔ ａ ｒ ｙ Ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ４ ３ ３ ）
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ 】 Ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｔ ｈ ｏ ｇ ｅ ｎ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ａ ｓ ｐ ｅ ｒ ｇ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｆ ｕ ｍ ｉ ｇ ａ ｔ ｕ ｓ ｉ ｓ ｄ ｕ ｅ ｔ ｏ ｉ ｔ ｓ ｖ ｉ ｒ ｕ ｌ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ．Ｉ ｎ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｙ ｅ ａ ｒ ｓ ， ｓ ｏ ｍ ｅ ｃ ｅ ｌ ｌ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｉ ｎ ｓ
【 Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ 】 Ａ ｓ ｐ ｅ ｒ ｇ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｆ ｕ ｍ ｉ ｇ ａ ｔ ｕ ｓ ； ｖ ｉ ｕ ｒ ｌ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ； ｃ ｅ ｌ ｌ ｗ ａ ｌ ｌ ； ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ａ ｒ ｙ ｍ ｅ ｔ ａ ｂ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ
Ｋｅ ｙ ｖ ｉ ｒ ｕ ｌ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ Ａ ｓ ｐ ｅ ｒ ｇ ｉ Ｕ ｕ ｓ ｆ ｕ ｍｉ ｇ ａ ｔ ｕ ｓ ： ａ ｎ ｕ ｐ ｄ ａ ｔ ｅ
Ｊ Ｉ Ａ Ｚ ｈ ｅ ｎ — Ｙｕ， Ｌ Ｉ Ｄ ｅ － Ｄ ｏ ｎ ｇ ， Ｊ Ｉ ＡＮ Ｇ Ｙｕ ａ ｎ － Ｙｉ ｎ ｇ ， Ｗ ＡＮＧ Ｙａ ｎ
［ Ｃ ｈ ｉ ｎ Ｊ Ｍｙ ｃ ｏ ｌ ， ２ ０ １ ３ ， ８ （ ４ ） ： ２ ４ １ － ２ ４ ５ ］
烟曲霉是具有高适应性 的腐生真菌 ， 可以产生 大量的空气传播 的孢子 ， 孢子 的生存能力很强 ， 可 在多种环境条件下生存 ， 广泛存在于土壤 和腐烂的 有 机 物 中… 。据文 献报 道 ， 平 均 每人 每天 经 呼吸 道 吸人数百个烟 曲霉孢子 ， 但绝大多数免疫力正常的 人不会被感染 ¨ Ｊ 。然而 ， 对 于免疫缺陷 的个体 ， 由 于机体 的免疫防护功能弱 ， 烟曲霉孢子就可能导致
烟曲霉素及其衍生物生物活性研究进展
生物技术进展２０１７年㊀第７卷㊀第６期㊀５８０~５８６ＣｕｒｒｅｎｔＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ㊀ＩＳＳＮ２０９５￣２３４１进展评述Ｒｅｖｉｅｗｓ㊀收稿日期:２０１７￣０４￣２４ꎻ接受日期:２０１７￣０５￣２３㊀基金项目:中国农业科学院创新工程项目资助ꎮ㊀作者简介:常白杨ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为食品工程ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｃｈａｎｇｂａｉｙａｎｇ１５＠１６３.ｃｏｍꎮ∗通信作者:王敏ꎬ研究员ꎬ主要从事农产品质量安全科研及管理工作ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｗａｎｇｍｉｎｃａａｓ＠１２６.ｃｏｍꎻ王彤彤ꎬ助理研究员ꎬ博士ꎬ研究方向为有机合成ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｗａｎｇｔｔｏｎｇ１２３＠１２６.ｃｏｍ烟曲霉素及其衍生物生物活性研究进展常白杨１ꎬ２ꎬ㊀汪建明２ꎬ㊀王㊀敏１∗ꎬ㊀王彤彤１∗１.中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所ꎬ农业部农产品质量安全重点实验室ꎬ北京１０００８１ꎻ２.天津科技大学食品工程与生物技术学院ꎬ天津３００４５７摘㊀要:烟曲霉素是一种从烟曲霉菌(Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｆｕｍｉｇａｔｕｓ)提取液中分离出来的具有多种生物活性的抗生素ꎮ因其具有多种生物活性ꎬ已有多种衍生物被合成ꎬ并被应用于多种领域ꎮ主要介绍了烟曲霉素及其３种衍生物ＦｕｍａｇｉｌｌｉｎＢ㊁ＴＮＰ￣４７０和ＣＫＤ￣７３２的分子结构及生物活性ꎬ并总结了烟曲霉素及其衍生物在治疗蜜蜂和鱼类的微孢子虫病以及人类癌症和肥胖症等方面的作用ꎮ关键词:烟曲霉素ꎻ衍生物ꎻ生物活性ＤＯＩ:１０.１９５８６/ｊ.２０９５￣２３４１.２０１７.００２８ＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎｔｈｅＢｉｏａｃｔｉｖｉｔｙｏｆＦｕｍａｇｉｌｌｉｎａｎｄｉｔｓＤｅｒｉｖａｔｉｖｅｓＣＨＡＮＧＢａｉｙａｎｇ１ꎬ２ꎬＷＡＮＧＪｉａｎｍｉｎｇ２ꎬＷＡＮＧＭｉｎ１∗ꎬＷＡＮＧＴｏｎｇｔｏｎｇ１∗１.ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｇｒｏ￣ｆｏｏｄＳａｆｅｔｙａｎｄＱｕａｌｉｔｙꎬＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅꎬＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＱｕａｌｉｔｙＳｔａｎｄａｒｄａｎｄＴｅｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＡｇｒｏ￣ｐｒｏｄｕｃｔｓꎬＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００８１ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｏｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＴｉａｎｊｉｎ３００４５７ꎬＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ:ＦｕｍａｇｉｌｌｉｎｉｓａｋｉｎｄｏｆａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｉｓｏｌａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｆｕｍｉｇａｔｕｓｗｉｔｈａｖａｒｉｅｔｙｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃａｌａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ.Ａｓｉｔｅｘｈｉｂｉｔｓｍａｎｙｂｉｏａｃｔｉｖｉｔｉｅｓꎬｍａｎｙｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄａｎｄｕｓｅｄｉｎｍｕｌｔｉｐｌｅａｒｅａｓ.ＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｆｕｍａｇｉｌｌｉｎａｎｄｉｔｓｔｈｒｅｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓꎬｓｕｃｈａｓＦｕｍａｇｉｌｌｉｎＢꎬＴＮＰ￣４７０ａｎｄＣＫＤ￣７３２ꎬｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｉｒｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｂｉｏａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ.Ｗｅａｌｓｏｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｆｕｍａｇｉｌｌｉｎａｎｄｉｔｓｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｉｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｂｅｅａｎｄｆｉｓｈｍｉｃｒｏｓｐｏｒｉｄｉｏｓｉｓꎬａｓｗｅｌｌａｓｉｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｃａｎｃｅｒꎬｏｂｅｓｉｔｙꎬａｎｄｓｏｏｎ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｆｕｍａｇｉｌｌｉｎꎻｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓꎻｂｉｏａｃｔｉｖｉｔｙ㊀㊀烟曲霉素(ｆｕｍａｇｉｌｌｉｎ)又名抗阿米巴药ꎬ是一种由Ｃ㊁Ｈ㊁Ｏ３种元素组成的白色晶状固体ꎬ属于有机酸性物质ꎮ它是从烟曲霉菌(Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｆｕ￣ｍｉｇａｔｕｓ)中分离出来的一种有效的真菌代谢物[１]ꎬ可作为天然的不溶于水的抗生素[２]ꎬ用于控制由蜜蜂微孢子虫(Ｎｏｓｅｍａａｐｉｓ)引起的真菌病害[３ꎬ４]ꎮＨａｎｓｏｎ和Ｅｂｌｅ[５]于１９４９年第一次从一种特定的Ｈ￣３曲霉菌株中将其分离出来ꎬ后来该菌株被命名为烟曲霉菌ꎮ由于其在防治微孢子虫病方面取得了显著的效果而被用作治疗此病的抗生素类药物ꎮ１９９０年ꎬ经研究发现ꎬ烟曲霉素还可有效地抑制血管生成[６]ꎮ血管生成抑制剂具有巨大的潜在医用价值ꎬ由此ꎬ烟曲霉素及其合成衍生物的生物活性成为探讨的热点ꎮ本文将介绍衍生于烟曲霉素骨架的几种衍生物ꎬ其能够在体内和体外对内皮细胞发挥抑制生长和细胞毒性作用ꎬ用于治疗多种癌症ꎮ然而ꎬ我国尚未授权烟曲霉素类药物的使用ꎬ相关药物合成的研究也相对较少ꎬ因此ꎬ对于烟曲霉素类相关的研究进展加以总结是十分必要的ꎮ. All Rights Reserved.１㊀烟曲霉素及其衍生物的分子结构及生物活性１.１㊀烟曲霉素烟曲霉素(图１)是从烟曲霉菌(Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｆｕｍｉｇａｔｕｓ)中分离的天然产物[７]ꎬ是一种２型甲硫氨酸胺基肽酶(ｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅａｍｉｎｏｐｅｐｔｉｄａｓｅ￣２ꎬＭｅｔＡＰ￣２)抑制剂的原型ꎮＭｅｔＡＰ￣２是一种位于细胞质基质中的酶[８]ꎬ它的作用是移除新合成的蛋白质Ｎ端的甲硫氨酸ꎬ从而让蛋白质可以进行后续修饰ꎬ这是蛋白质保持稳定性㊁活性和进行正确的细胞定位所需的ꎮ起初ꎬ烟曲霉素应用于临床医学㊁人体和兽医中抗微生物活性的研究中[４]ꎮ１９９０年ꎬ研究发现了其具有抑制血管生成的特性[６]ꎮ烟曲霉素可共价结合和修饰ＭｅｔＡＰ￣２的活性位点ꎬ而不抑制ＭｅｔＡＰ￣１[９]ꎬ主要用于治疗蜜蜂和鱼类的微孢子虫病ꎬ同时在治疗癌症㊁减肥等方面具有一定的作用[９ꎬ１０]ꎮ图１㊀烟曲霉素的结构Ｆｉｇ.１㊀Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｆｕｍａｇｉｌｌｉｎ.１.２㊀烟曲霉素衍生物１.２.１㊀ＦｕｍａｇｉｌｌｉｎＢ㊀ＦｕｍａｇｉｌｌｉｎＢ是由烟曲霉素与二环己基胺(ＤＣＨ)以１ʒ１合成的胺盐(图２)ꎮ在兽医学中ꎬ它主要用于治疗蜜蜂和鱼的微孢子虫病等ꎬ在临床医学中用于治疗由艾滋病(ＡＩＤＳ)和其他免疫缺陷引发的肠内阿米巴病㊁微孢子虫角膜结炎和肠道微孢子虫病[１１]ꎮ图２㊀ＦｕｍａｇｉｌｌｉｎＢ的结构Ｆｉｇ.２㊀ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＦｕｍａｇｉｌｌｉｎＢ.１.２.２㊀ＴＮＰ￣４７０㊀ＴＮＰ￣４７０(或ＡＧＭ￣１４７０)是Ｉｎｇｂｅｒ等[６]将烟曲霉素碱性水解后得到的一种烟曲霉素醇类(图３)ꎮＴＮＰ￣４７０的不稳定性和毒性可能是由于化学结构上存在３个不稳定的官能团而导致的代谢不稳定[１２]ꎮ这种化合物的半抑制浓度为１０ｐｇ/ｍＬꎬ可以对内皮细胞增殖产生抑制作用ꎬ其活性比母体烟曲霉素高出５０倍ꎮＴＮＰ￣４７０仅在相当高浓度下(１μｇ/ｍＬ)才可观察到细胞毒性ꎮ尽管ＴＮＰ￣４７０具有强效的抑制血管生成作用ꎬ且在体内仅有较少的毒副作用ꎬ但其对内皮细胞的作用机制尚不明确ꎮ图３㊀ＴＮＰ￣４７０的结构Ｆｉｇ.３㊀ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＴＮＰ￣４７０.１.２.３㊀ＣＫＤ￣７３２㊀ＣＫＤ￣７３２(图４)是烟曲霉素的一种新的衍生物ꎬ该化合物在肿瘤治疗中具有抗血管生成的活性[１３]ꎮ与ＴＮＰ￣４７０相比ꎬ它对ＭｅｔＡＰ￣２具有更高的亲和力ꎬ并且具有更好的抑制肿瘤生长的功效[１４]ꎬ同时ꎬ对减肥以及心血管㊁中枢神经和呼吸系统等方面的疾病也有一定的作用[１３]ꎮ图４㊀ＣＫＤ￣７３２的结构式Ｆｉｇ.４㊀ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＣＫＤ￣７３２.２㊀烟曲霉素及其衍生物在治疗微孢子虫病中的作用２.１㊀烟曲霉素在治疗微孢子虫病中的作用Ｗｏｙｋｅ[１５]和Ｗｅｂｓｔｅｒ[１６]在防治由蜜蜂孢子虫１８５常白杨ꎬ等:烟曲霉素及其衍生物生物活性研究进展. All Rights Reserved.引起的蜜蜂孢子虫病的过程中ꎬ发现烟曲霉素在１０~５０ｍｇ/群的使用浓度范围内表现出有效的治疗效果ꎮ该剂量范围内的烟曲霉素不仅不会对蜂群造成负面影响ꎬ还可增强越冬蜂的群势㊁提高蜂蜜产量ꎮ当烟曲霉素的浓度过低时ꎬ其对Ｎ.ａｐｉｓ的感染仅起到短暂的抑制作用[１７]ꎻ而当浓度过高时ꎬ又易导致蜜蜂的死亡[１８]ꎮＨｉｇｅｓ等[１９]以１２０ｍｇ/群的剂量对感染东方蜜蜂微孢子虫(Ｎｏｓｅｍａｃｅｒａｎａｅ)的蜂群进行为期４周的治疗ꎬ发现烟曲霉素不仅能够在长达１年的时间内有效控制Ｎ.ｃｅｒａｎａｅ的感染水平ꎬ同时能明显改善患病蜂群的群势ꎮ２.２㊀ＦｕｍａｇｉｌｌｉｎＢ在治疗微孢子虫病中的作用微孢子虫是引发海水养殖鲑鱼严重鳃病的病原体ꎮＫｅｎｔ等[２０]对ＦｕｍａｇｉｌｌｉｎＢ控制微孢子虫(Ｌｏｍａｓａｌｍｏｎａｅ)感染的功效进行了研究ꎮ鲑鱼在海水池中感染了Ｌ.ｓａｌｍｏｎａｅꎬ初次感染１周后ꎬ给两缸鱼(１２条/缸)饲喂药物ＦｕｍａｇｉｌｌｉｎＢꎬ１０ｍｇ/(ｋｇ ｄ)ꎬ共３０ｄꎻ其他２缸感染Ｌ.ｓａｌｍｏｎａｅ的鱼缸作为未处理对照ꎮ处理４４ｄ后ꎬ检测显示ꎬ２２条存活的烟曲霉素喂养的鱼均无感染迹象ꎬ而未用烟曲霉素喂养的２１条存活的鱼中有１３条被感染ꎮ研究初步表明ꎬＦｕｍａｇｉｌｌｉｎＢ可能是控制Ｌ.ｓａｌｍｏｎａｅ感染的有效治疗剂ꎮ３㊀烟曲霉素及其衍生物抗肥胖作用３.１㊀烟曲霉素抗肥胖作用Ｌｉｊｎｅｎ等[７]用饮食诱导的肥胖小鼠模型研究了烟曲霉素抗肥胖的效果ꎮ给高脂肪饮食(ＨＦＤ)的１１周龄雄性Ｃ５７ＢＩ/６小鼠(组１)以１ｍｇ/ｋｇ ｄ的烟曲霉素剂量喂食４周ꎬ和自由进食的１１周龄雄性Ｃ５７ＢＩ/６小鼠(组２)进行比较ꎮ试验结束后ꎬ研究发现饲喂烟曲霉素(组１)的小鼠与对照组(组２)的小鼠相比ꎬ体重以及皮下和性腺脂肪质量均显著降低ꎬ且脂肪组织中的脂肪细胞较小ꎬ而脂肪细胞密度较高ꎬ并且脂肪细胞周围的血管密度较低ꎮ在和对照组相同的体重和脂肪量的小鼠中ꎬ短期给予烟曲霉素也出现了脂肪细胞肥大的现象ꎬ但不影响血管大小或密度ꎮ因此ꎬ用烟曲霉素饲喂可以降低肥胖小鼠体重ꎬ可能与脂肪细胞中血糖水平的降低相关ꎬ但对脂肪组织的血管生成没有影响ꎮ３.２㊀ＴＮＰ￣４７０抗肥胖作用ＴＮＰ￣４７０可选择性地抑制内皮细胞生长和血管生成[２１]ꎮＴＮＰ￣４７０的血管抑制机制涉及内皮细胞中ＭｅｔＡＰ￣２的抑制ꎬ从而防止细胞增殖[９ꎬ２２]ꎮＢｒåｋｅｎｈｉｅｌｍ等[２３]评估了ＴＮＰ￣４７０对饮食诱导的肥胖小鼠的抗肥胖功效ꎮＴＮＰ￣４７０可能是通过减少小鼠脂肪组织中血管的生成来抑制肥胖的ꎮ服用ＴＮＰ￣４７０导致血清中低密度脂蛋白胆固醇的水平降低ꎬ此外ꎬ胰岛素水平降低和胰岛素敏感性增加表明ＴＮＰ￣４７０可以控制Ⅱ型糖尿病的发展[２３]ꎮ３.３㊀ＣＫＤ￣７３２抗肥胖作用Ｋｉｍ等[２４]在不同剂量下利用各种动物模型对ＣＫＤ￣７３２的抗肥胖功效进行了评价研究ꎮ在皮下连续７ｄ注射ＣＫＤ￣７３２后ꎬ所有动物的食物摄入量和体重都下降了ꎬ在更大程度上减少了肥胖模型ꎮ用ＣＫＤ￣７３２处理的小鼠核心体温高于对照组小鼠ꎬ这表明小鼠经ＣＫＤ￣７３２处理后能量消耗增加ꎮ用ＣＫＤ￣７３２处理的ＩＩ型糖尿病(ｏｔｓｕｋａｌｏｎｇ￣ｅｖａｎｓｔｏｋｕｓｈｉｍａｆａｔｔｙꎬＯＬＥＴＦ)和同种系非糖尿病(ｌｏｎｇ￣ｅｖａｎｓｔｏｋｕｓｈｉｍａｏｔｓｕｋａꎬＬＥＴＯ)大鼠中ꎬ区域脂肪重量(特别是附睾和肠系膜脂肪垫和脂肪细胞的重量)显著减少ꎮ为了评价其中枢性厌食作用ꎬ在下丘脑弓状核(ｈｙｐｏｔｈａｌａｍｉｃａｒｃｕａｔｅｎｕｃｌｅｕｓꎬＡＲＣ)损伤的小鼠和ｏｂ/ｏｂ小鼠的脑室内注射ＣＫＤ￣７３２ꎮ虽然在正常同窝幼仔中没有发现食欲减退的现象ꎬ但是２４ｈ后的体重以及４ｈ㊁２４ｈ的食物摄入量显著降低ꎮ４㊀烟曲霉素及衍生物抗肿瘤作用４.１㊀烟曲霉素的抗肿瘤作用Ｓｈｅｅｎ等[２５]研究发现了烟曲霉素对治疗大鼠肝细胞癌(ｈｅｐａｔｏｃｅｌｌｕｌａｒｃａｒｃｉｎｏｍａꎬＨＣＣ)具有一定的作用及其可能机制ꎮ将成年雄性ＬＥＷ/ＳｓＮ大鼠分为３组ꎬ每组２５只ꎮＡ组为对照组ꎬＢ组和Ｃ组分别给予二乙基亚硝胺５ｍｇ/(ｋｇ ｄ)ꎮ此外ꎬ向Ｃ组大鼠腹膜内注射烟曲霉素３０ｍｇ/(ｋｇ ｄ)ꎮ每组在第６周㊁第１２周㊁第１８周㊁第２０周和第２４周分别处死５只ꎬ以评价ＨＣＣ的发展和转移ꎮ在第２４周时ꎬ比较Ａ组㊁Ｂ组和Ｃ组大鼠肝组织中的ＭｅｔＡＰ￣２ｍＲＮＡ㊁凋亡抑制蛋白Ｂｃｌ￣２ｍＲＮＡ㊁端粒酶ｍＲＮＡ和端粒酶的活性ꎮ结果表明Ａ组２８５生物技术进展ＣｕｒｒｅｎｔＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ. All Rights Reserved.无ＨＣＣ存在ꎬ但第１８周时ꎬＢ组和Ｃ组大鼠中存在肿瘤ꎮ在第２０周和第２４周时ꎬＢ组肝脏平均重量为０.６４ｇ和０.７９ｇꎬＣ组为０.３７ｇ和０.３９ｇꎬＣ组大鼠肝脏平均重量明显低于Ｂ组ꎮ此外ꎬＭｅｔＡＰ￣２ｍＲＮＡ水平为Ｃ组>Ｂ组>Ａ组ꎻＢｃｌ￣２ｍＲＮＡ水平为Ｃ组>Ｂ组>Ａ组ꎻ端粒酶ｍＲＮＡ水平为Ｃ组和Ａ组都低于Ｂ组ꎮ烟曲霉素在大鼠体内可有效抑制肝肿瘤的生长和转移ꎬ可能是由于烟曲霉素抑制了ＭｅｔＡＰ￣２ꎬ而ＭｅｔＡＰ￣２在内皮细胞增殖中起重要作用ꎮＭｅｔＡＰ￣２的抑制也导致了Ｂｃｌ￣２和端粒酶活性的抑制ꎮ４.２㊀ＦｕｍａｇｉｌｌｉｎＢ抗肿瘤作用Ｓｔｅｖａｎｖｉｃ'等[２６]用有丝分裂指数(ｍｉｔｏｔｉｃｉｎｄｅｘꎬＭＩ)和微核(ｍｉｃｒｏｎｕｃｌｅｕｓꎬＭＮ)试验评价了ＦｕｍａｇｉｌｌｉｎＢ对小鼠骨髓细胞的基因毒性ꎮ将ＦｕｍａｇｉｌｌｉｎＢ通过管饲法给ＢＡＬＢ/ｃ小鼠分别以５０ｍｇ/ｋｇ㊁７５ｍｇ/ｋｇ的剂量饲喂７ｄꎬ用水－糖浆作为阴性对照ꎬ并用环磷酰胺(４０ｍｇ/ｋｇ)作为阳性对照ꎮ与阴性㊁阳性对照组相比ꎬ所有实验组ＭＩ指数显著降低ꎻ与阴性对照组相比ꎬＦｕｍａｇｉｌｌｉｎＢ诱导ＭＮ的频率显著增加ꎮ上述实验结果表明ꎬＦｕｍａｇｉｌｌｉｎＢ在哺乳动物体内试验中表现出抗增殖和遗传毒性潜力ꎮ４.３㊀ＴＮＰ￣４７０(或ＡＧＭ￣１４７０)抗肿瘤作用ＴＮＰ￣４７０是常规抗癌治疗中抑制血管生成分子ꎬ且可非常有效的抑制内皮细胞增殖ꎮＹａｎａｓｅ等[２７]和Ｙａｍａｏｋａ等[２８]报道了ＴＮＰ￣４７０对啮齿类动物肿瘤的生长和转移具有抑制作用ꎮＴＮＰ￣４７０对腺癌具有较强的诱导活性ꎬ但在临床表现上ꎬ由于其具有神经毒性ꎬ在Ⅱ期试验时停止发展[２９]ꎮ目前使用ＴＮＰ￣４７０的临床试验对象包括宫颈癌㊁儿科实体瘤㊁淋巴瘤㊁急性白血病和艾滋病相关的卡波西氏肉瘤(Ｋａｐｏｓｉ ｓｓａｒｃｏｍａ)的患者[２９]ꎮ使用ＴＮＰ￣４７０㊁内皮抑制素和其他血管生成抑制剂可能是一种避免癌症治疗中的耐药性的可行方法ꎮ研究发现ꎬ当全身给药时ꎬＴＮＰ￣４７０抑制小鼠体内实体瘤的生长ꎬ这些肿瘤包括Ｌｅｗｉｓ肺癌㊁Ｂ１６黑素瘤细胞㊁Ｍ５０７６网织细胞肉瘤㊁ＭｅｔｈＡ纤维肉瘤㊁结肠￣２６癌荷瘤及Ｅｎｇｅｌｂｒｅｔｈ￣ＨｏｌｍＳｗａｒｍ肉瘤等[６]ꎮＡＧＭ￣１４７０可特异性地抑制内皮细胞和人脐静脉内皮细胞(ｈｕｍａｎｕｍｂｉｌｉｃａｌｖｅｉｎｅｎｄｏ￣ｔｈｅｌｉａｌｃｅｌｌꎬＨＵＶＥＣ)的增殖[３０]ꎮ并且ꎬＡＧＭ￣１４７０与靶向肿瘤细胞顺式二氨二氯合铂(ＣＤＤＰ)试剂具有联合作用效果ꎬ当在ＡＧＭ￣１４７０治疗期结束时给予ＣＤＤＰꎬ可增加抗转移作用ꎻ当停止使用ＡＧＭ￣１４７０后ꎬＨＵＶＥＣ立即恢复活性[３１ꎬ３２]ꎮ研究表明ꎬＴＮＰ￣４７０和丝裂霉素Ｃ(ＭｉｔｏｍｙｃｉｎＣꎬＭＭＣꎬ代表性抗肿瘤剂)对异种移植的人结肠癌ＴＫ￣４的抗肿瘤和抗转移作用[３３]ꎮＷａｎｇ等[３４]研究了ＴＮＰ￣４７０对肝星状细胞(ｈｅｐａｔｉｃｓｔｅｌｌａｔｅｃｅｌｌꎬＨＳＣ)的抑制作用ꎬ其可能用作抗纤维化药ꎮ在大鼠体内研究四氯化碳(ＣＣｌ４)和二甲基亚硝胺诱导肝纤维化的大鼠模型ꎬ在两种模型中ꎬ按每千克体重注射了３０ｍｇＴＮＰ￣４７０之后ꎬ纤维化面积显著降低ꎮ４.４㊀ＣＫＤ￣７３２抗肿瘤作用Ｃｈｕｎ等[１４]报道了４种高效的甲硫氨酸氨肽酶２(ＭｅｔＡＰ￣２)抑制剂:ＩＤＲ￣８０３㊁ＩＤＲ￣８０４㊁ＩＤＲ￣８０５和ＣＫＤ￣７３２对血管生成和肿瘤生长的抑制作用ꎮ这些抑制剂在２.５ｎｍｏｌ/Ｌ的浓度时能够抑制ＨＵＶＥＣ的生长ꎬ使其生长率降低５０％以上ꎬ并阻止有丝分裂Ｇ１期的生长ꎬ还可观察到ｐ２１ＷＡＦ１/Ｃｉｐ１蛋白在细胞内积累ꎮ此外ꎬ４种ＭｅｔＡＰ￣２抑制剂在较高浓度(２５ｎｍｏｌ/Ｌ)时ꎬ可明显诱导相同的ＨＵＶＥＣ培养物凋亡ꎮ使用ＳＮＵ￣３９８肝癌细胞系检测这些抑制剂可能的抗癌作用ꎬ结果发现ꎬ与未处理的对照组相比ꎬ用这些抑制剂进行预处理能够使凋亡细胞的数目增加６０％以上ꎮ此外ꎬ利用体内异种移植的鼠模型ꎬ这些抑制剂可抑制肿瘤的生长ꎮ总之ꎬ这４种抑制性化合物可有效地发挥抗血管生成作用来抑制体内癌症细胞的生长ꎬ并且可以用于治疗多种癌症ꎮＳｈｉｎ等[３５]利用伊立替康(ｉｒｉｎｏｔｅｃａｎ)作为化疗药物在９名转移性结直肠癌患者中进行了Ｉ期临床试验ꎬ以评估ＣＫＤ￣７３２与卡培他滨(ｃａｐｅｃｉｔ￣ａｂｉｎｅ)和奥沙利铂(ｏｘａｌｉｐｌａｔｉｎꎬＸＥＬＯＸ)的安全性㊁耐受性和药代动力学ꎮ使用剂量递增方案ꎬ每周施ＣＫＤ￣７３２两次ꎬ以２ｍｇ/ｍ２ ｄ㊁５ｍｇ/ｍ２ ｄ㊁１０ｍｇ/ｍ２ ｄ剂量持续２周ꎬ其后１周暂停施用ꎮ用药疗程共３周ꎬ第１天给药奥沙利铂(Ｏｘａｌｉｐｌａｔｉｎ)１３０ｍｇ/ｍ２ꎬ然后口服卡培他滨(ｃａｐｅｃｉｔａｂｉｎｅꎬ用量１０００ｍｇ/ｍ２ꎬ２次/ｄ)１４ｄꎮ在给予１０ｍｇ/ｍ２ ｄ剂量的组中ꎬ２名患者经历剂量限制毒性(一名患有３级恶心㊁失眠和疲劳ꎻ另一名患者具有３级失３８５常白杨ꎬ等:烟曲霉素及其衍生物生物活性研究进展. All Rights Reserved.眠)ꎮ最大耐受剂量为１０ｍｇ/ｍ２ ｄꎬ并且ＣＫＤ￣７３２与ＸＥＬＯＸ组合的临床推荐剂量为５ｍｇ/ｍ２ ｄꎮＣＫＤ￣７３２对卡培他滨和奥沙利铂衍生铂的药代动力学没有显著影响ꎮＣＫＤ￣７３２ＩＩ期推荐剂量测定为５ｍｇ/ｍ２ ｄꎬ并且该剂量与常规剂量的卡培他滨和奥沙利铂在患者群体可以安全地组合ꎮ而在更大的人群中ꎬ可进一步研究ＣＫＤ￣７３２与ＸＥＬＯＸ和其他化疗结合的效果ꎮ５㊀烟曲霉素及衍生物其他作用５.１㊀烟曲霉素诱导红细胞死亡的作用Ｚｂｉｄａｈ等[３６]研究了烟曲霉素对红细胞死亡的刺激作用ꎬ发现烟曲霉素诱导细胞死亡或凋亡至少部分是有效的ꎮ类似于有核细胞的凋亡ꎬ红细胞也会有自我凋亡过程ꎬ特点是细胞收缩㊁细胞膜紊乱㊁膜上的磷脂层外露ꎮ诱导红细胞凋亡的途径包括胞内Ｃａ２＋的活性增强和神经酰胺增加ꎮ研究探索了烟曲霉素(５~１００μｍｏｌ/Ｌ)是否可以诱导红细胞凋亡ꎮ为此ꎬ使用Ｆｌｕｏ３荧光来估测Ｃａ２＋的活性ꎬ用特异性抗体来估测神经酰胺量ꎬ用电子前向散射来估测细胞容量ꎬ用膜联蛋白Ｖ的结合来估测磷脂层的β外露ꎬ用血红蛋白释放量来估测红血球溶解程度ꎮ结果发现ꎬ烟曲霉素处理４８ｈ后ꎬＣａ２＋的活性增强(药物浓度１０μｍｏｌ/Ｌ)ꎬ神经酰胺量增加(药物浓度１００μｍｏｌ/Ｌ)ꎬ诱发了膜联蛋白Ｖ结合(药物浓度１０μｍｏｌ/Ｌ)ꎬ电子前向散射程度减弱(药物浓度１０μｍｏｌ/Ｌ)ꎮ烟曲霉素处理后ꎬ红血球的溶解现象显著增强ꎮ移除细胞外的Ｃａ２＋能够显著地抑制烟曲霉素(１００μｍｏｌ/Ｌ)引发的膜联蛋白Ｖ的结合效应ꎬ但不能完全消除这一影响ꎮ研究结果揭示了烟曲霉素的一种独特效应ꎬ即诱导红细胞凋亡ꎬ伴随着Ｃａ２＋的进入㊁神经酰胺的形成㊁磷脂层的暴露和细胞体积的减小ꎮ５.２㊀ＴＮＰ￣４７０抗寄生虫的作用Ｄｉｄｉｅｒ等[３２]的研究表明了ＴＮＰ￣４７０可在体外抑制肠球菌(Ｅｎｃｅｐｈａｌｉｔｏｚｏｏｎｉｎｔｅｓｔｉｎａｌｉｓ)和角膜炎菌(Ｖｉｔｔａｆｏｒｍａｃｏｒｎｅａｅ)的繁殖ꎬ显示出其抑制微孢子虫的广谱功效ꎮ而Ｃｏｙｌｅ等[２]已经证明ꎬＴＮＰ￣４７０在体外和体内都具有高度的活性ꎬ具有抑制脑炎虫(Ｅ.ｃｕｎｉｃｕｌｉ和Ｅ.ｈｅｌｌｅｍ)繁殖的作用ꎮ另外ꎬＴＮＰ￣４７０被发现可抑制鲑鱼中Ｎ.ｓａｌ￣ｍｏｎｉｓ和Ｌ.ｓａｌｍｏｎａｅ的繁殖[３７]ꎮＣｈｅｎ等[３８]报道过烟曲霉素与ＴＮＰ￣４７０能够抑制恶性疟原虫(Ｐｌａｓｍｏｄｉｕｍｆａｌｃｉｐａｒｕｍ)和杜氏利什曼虫(Ｌｅｉｓｈ￣ｍａｎｉａｄｏｎａｖａｎｉ)在体外的生长ꎬ并观察到它们的功效是源于对ＭｅｔＡＰ￣２酶的抑制ꎮ烟曲霉素以及ＴＮＰ￣４７０能够选择性地抑制ＭｅｔＡＰ￣２酶的活性ꎬ这是通过与酶活性位点上的组氨酸２３１(Ｈｉｓ２３１)不可逆地㊁共价地结合而实现的ꎮ它们具有广谱的抗虫性ꎬ能够抗疟原虫㊁锥虫ꎮ更重要的是ꎬ烟曲霉素及ＴＮＰ￣４７０在体内显示了对小鼠疟原虫(Ｐ.ｂｅｒｇｈｅｉ)的抗性ꎬ这也证实了烟曲霉素和ＴＮＰ￣４７０的抗寄生虫功效ꎮ５.３㊀ＣＫＤ￣７３２对心血管、中枢神经和呼吸系统的影响Ｋｉｍ等[１３]研究ＣＫＤ￣７３２对心血管㊁中枢神经㊁呼吸系统和其他器官系统的影响ꎮ以１０ｍｇ/ｋｇ㊁３０ｍｇ/ｋｇ㊁４０ｍｇ/ｋｇ和５０ｍｇ/ｋｇ的剂量静脉注射ꎬ最高剂量(５０ｍｇ/ｋｇ)延长了己糖胺诱导的休眠时间ꎮＣＫＤ￣７３２(５０ｍｇ/ｋｇ)也可使体温在１５~１２０ｍｉｎ内降低ꎬ２４０ｍｉｎ后恢复ꎮ在研究ＣＫＤ￣７３２对胃酸分泌的作用中发现ꎬＣＫＤ￣７３２可诱导ｐＨ的增加和总酸度的降低ꎮ然而ꎬＣＫＤ￣７３２除了大鼠心脏㊁呼吸㊁平滑肌㊁肠道运输和肾脏功能外ꎬＣＫＤ￣７３２对一般行为㊁自发性运动㊁运动协调㊁镇痛㊁抽搐㊁平均动脉压和心脏功能没有影响ꎮ基于以上结果ꎬＣＫＤ￣７３２在临床剂量１.７５ｍｇ/ｋｇ下具有药理学安全性ꎮ６㊀展望烟曲霉素主要是通过从烟曲霉菌中分离提纯得到天然产物ꎬ可以优化分离提纯的过程ꎬ缩短生产周期ꎬ从而解决我国在烟曲霉素合成及应用方面的欠缺ꎬ使烟曲霉素国产化ꎮ烟曲霉素及其衍生物的活性部分的主要是三元氧环部分ꎬ对其的开发可以保留烟曲霉素的活性部位ꎬ从而合成多种烟曲霉素衍生物ꎬ防止生物体产生抗药性ꎬ以及减少对生物体产生的毒副作用ꎮ应该注意烟曲霉素及其衍生物的使用剂量ꎬ低剂量条件下达不到治疗效果ꎬ而高剂量情况下又可能产生副作用ꎮ烟曲霉素以及衍生物能够选择性地抑制ＭｅｔＡＰ￣２酶的活性ꎬ这是通过与酶活性位点上的４８５生物技术进展ＣｕｒｒｅｎｔＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ. All Rights Reserved.组氨酸２３１(Ｈｉｓ２３１)不可逆地㊁共价地结合而实现的ꎬ可以抑制新细胞的生成ꎬ达到控制微孢子虫病㊁治疗癌症和减肥等功效ꎮ但是其研究大多处于实验阶段ꎬ尚未应用到临床实践中ꎬ因此需要加快其研究进程ꎬ解决长期困扰的癌症难题ꎬ以及微孢子虫病的蔓延情况ꎮ参㊀考㊀文㊀献[１]㊀曹葳蕤ꎬ薛晓锋ꎬ吴黎明.烟曲霉素及其防治蜜蜂微孢子虫病的研究进展[Ｊ].中国农业科技导报ꎬ２０１６ꎬ１８(２):５２－５８. [２]㊀ＣｏｙｌｅＣꎬＫｅｎｔＭꎬＴａｎｏｗｉｔｚＨＢꎬｅｔａｌ..ＴＮＰ￣４７０ｉｓａｎｅｆｆｅｃ￣ｔｉｖｅａｎｔｉｍｉｃｒｏｓｐｏｒｉｄｉａｌａｇｅｎｔ[Ｊ].Ｊ.Ｉｎｆｅｃｔ.Ｄｉｓ.ꎬ１９９８ꎬ１７７(２):５１５－５１８.[３]㊀ＫａｔｚｎｅｌｓｏｎＨꎬＪａｍｉｅｓｏｎＣＡ.Ｃｏｎｔｒｏｌｏｆｎｏｓｅｍａｄｉｓｅａｓｅｏｆｈｏｎ￣ｅｙｂｅｅｓｗｉｔｈｆｕｍａｇｉｌｌｉｎ[Ｊ].Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ１９５２ꎬ１１５(２９７７):７０－７１.[４]㊀ＢａｉｌｅｙＬＬ.ＥｆｆｅｃｔｏｆｆｕｍａｇｉｌｌｉｎｕｐｏｎＮｏｓｅｍａａｐｉｓ(Ｚａｎｄｅｒ) [Ｊ].Ｎａｔｕｒｅꎬ１９５３ꎬ１７１(４３４４):２１２－２１３.[５]㊀ＨａｎｓｏｎＦＲꎬＥｂｌｅＴＥ.ＡｎａｎｔｉｐｈａｇｅａｇｅｎｔｉｓｏｌａｔｅｄｆｒｏｍＡｓ￣ｐｅｒｇｉｌｌｕｓｓｐ.[Ｊ].Ｊ.Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ.ꎬ１９４９ꎬ５８(４):５２７－５２９. [６]㊀ＩｎｇｂｅｒＤＥꎬＦｕｊｉｔａＴꎬＫｉｓｈｉｍｏｔｏＳꎬｅｔａｌ..Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｎａｌｏｇｕｅｓｏｆｆｕｍａｇｉｌｌｉｎｔｈａｔｉｎｈｉｂｉｔａｎｇｉｏｇｅｎｅｓｉｓａｎｄｓｕｐｐｒｅｓｓｔｕｍｏｕｒｇｒｏｗｔｈ[Ｊ].Ｎａｔｕｒｅꎬ１９９０ꎬ３４８(６３０１):５５５－５５７. [７]㊀ＬｉｊｎｅｎＨＲꎬＦｒｅｄｅｒｉｘＬꎬｖａｎＨｏｅｆＢ.Ｆｕｍａｇｉｌｌｉｎｒｅｄｕｃｅｓａｄｉ￣ｐｏｓｅｔｉｓｓｕｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｍｕｒｉｎｅｍｏｄｅｌｓｏｆｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌｌｙｉｎｄｕｃｅｄｏｂｅｓｉｔｙ[Ｊ].Ｏｂｅｓｉｔｙꎬ２０１０ꎬ１８(１２):２２４１－２２４６. [８]㊀Ａｒｉｃｏ￣ＭｕｅｎｄｅｌＣꎬＣｅｎｔｒｅｌｌａＰＡꎬＣｏｎｔｏｎｉｏＢＤꎬｅｔａｌ..Ａｎ￣ｔｉｐａｒａｓｉｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｎｏｖｅｌꎬｏｒａｌｌｙａｖａｉｌａｂｌｅｆｕｍａｇｉｌｌｉｎａｎａｌｏｇｓ[Ｊ].Ｂｉｏｏｒｇ.Ｍｅｄ.Ｃｈｅｍ.Ｌｅｔｔ.ꎬ２００９ꎬ１９(１７):５１２８－５１３１. [９]㊀ＳｉｎＮꎬＭｅｎｇＬꎬＷａｎｇＭＱＷꎬｅｔａｌ..Ｔｈｅａｎｔｉ￣ａｎｇｉｏｇｅｎｉｃａ￣ｇｅｎｔｆｕｍａｇｉｌｌｉｎｃｏｖａｌｅｎｔｌｙｂｉｎｄｓａｎｄｉｎｈｉｂｉｔｓｔｈｅｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅａｍｉｎｏｐｅｐｔｉｄａｓｅꎬＭｅｔＡＰ￣２[Ｊ].Ｐｒｏｃ.Ｎａｔｌ.Ａｃａｄ.Ｓｃｉ.ＵＳＡꎬ１９９７ꎬ９４(１２):６０９９－６１０３.[１０]㊀ＫｉｌｌｏｕｇｈＪＨꎬＭａｇｉｌｌＧＢ.Ａｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｓｔｕｄｙｏｆｆｕｍａｇｉｌｌｉｎａｎｄｏｘｙｔｅｔｒａｃｙｃｌｉｎｅｉｎａｍｅｂｉａｓｉｓ[Ｊ].Ａｍ.Ｊ.Ｔｒｏｐ.Ｍｅｄ.Ｈｙｇ.ꎬ１９５４ꎬ３(６):９９９－１００７.[１１]㊀ｖａｎｄｅｎＨｅｅｖｅｒＪＰꎬＴｈｏｍｐｓｏｎＴＳꎬＣｕｒｔｉｓＪＭꎬｅｔａｌ..Ｆｕｍ￣ａｇｉｌｌｉｎ:Ａｎｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｒｅｃｅｎｔｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｄｖａｎｃｅｓａｎｄｔｈｅｉｒｓｉｇ￣ｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒａｐｉｃｕｌｔｕｒｅ[Ｊ].Ｊ.Ａｇｒｉｃ.ＦｏｏｄＣｈｅｍ.ꎬ２０１４ꎬ６２(１３):２７２８－２７３７.[１２]㊀ＢｌａｎｃｈｅｔＥꎬＶａｎｓｔｅｅｌａｎｄｔＭꎬＬｅＢｏｔＲꎬｅｔａｌ..Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄａｎｔｉｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｖｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｌｉｇｅｒｉｎａｎｄｎｅｗｆｕｍａｇｉｌｌｉｎａｎａｌｏｇｓａ￣ｇａｉｎｓｔｏｓｔｅｏｓａｒｃｏｍａ[Ｊ].Ｅｕｒ.Ｊ.Ｍｅｄ.Ｃｈｅｍ.ꎬ２０１４ꎬ７９:２４４－２５０.[１３]㊀ＫｉｍＥＪꎬＳｈｉｎＷＨ.ＧｅｎｅｒａｌｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙｏｆＣＫＤ￣７３２ꎬａｎｅｗａｎｔｉｃａｎｃｅｒａｇｅｎｔ:Ｅｆｆｅｃｔｓｏｎｃｅｎｔｒａｌｎｅｒｖｏｕｓꎬｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕ￣ｌａｒꎬａｎｄｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙｓｙｓｔｅｍ[Ｊ].Ｂｉｏｌ.Ｐｈａｒｍ.Ｂｕｌｌ.ꎬ２００５ꎬ２８(２):２１７－２２３.[１４]㊀ＣｈｕｎＥꎬＨａｎＣＫꎬＹｏｏｎＪＨꎬｅｔａｌ..Ｎｏｖｅｌｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｔａｒｇｅｔｅｄｔｏｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅａｍｉｎｏｐｅｐｔｉｄａｓｅ２(ＭｅｔＡＰ２)ｓｔｒｏｎｇｌｙｉｎｈｉｂｉｔｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆｃａｎｃｅｒｓｉｎｘｅｎｏｇｒａｆｔｅｄｎｕｄｅｍｏｄｅｌ[Ｊ].Ｉｎｔ.Ｊ.Ｃａｎｃｅｒꎬ２００５ꎬ１１４(１):１２４－１３０.[１５]㊀ＷｏｙｋｅＪ.Ｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｌｉｆｅ￣ｓｐａｎꎬｕｎｉｔｈｏｎｅｙｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｈｏｎｅｙｓｕｒｐｌｕｓｗｉｔｈｆｕｍａｇｉｌｌｉｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｈｏｎｅｙｂｅｅｓ[Ｊ].Ｊ.Ａｐｉｃｕｌｔ.Ｒｅｓ.ꎬ１９８４ꎬ２３(５):２０９－２１２.[１６]㊀ＷｅｂｓｔｅｒＴＣ.ＦｕｍａｇｉｌｌｉｎａｆｆｅｃｔｓＮｏｓｅｍａａｐｉｓａｎｄｈｏｎｅｙｂｅｅｓ(Ｈｙｍｏｎｏｐｔｅｒａ:Ａｐｉｄａｅ)[Ｊ].Ｊ.Ｅｃｏｎ.Ｅｎｔｏｍｏｌ.ꎬ１９９４ꎬ８７(３):６０１－６０４.[１７]㊀ＡｒｇａｕｅｒＲＪ.Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓｉｎｂｅｅｋｅｅｐｉｎｇ[Ｊ].Ａｍ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.ꎬ１９８６(３２０):３５－４８.[１８]㊀ＲａｄａＶꎬＭａｃｈｏｖａＭꎬＨｕｋＪꎬｅｔａｌ..Ｍｉｃｒｏｆｌｏｒａｉｎｔｈｅｈｏｎｅｙｂｅｅｄｉｇｅｓｔｉｖｅｔｒａｃｔ:Ｃｏｕｎｔｓꎬｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｔｏｖｅｔｅｒｉｎａｒｙｄｒｕｇｓ[Ｊ].Ａｐｉｄｏｌｏｇｉｅꎬ１９９７ꎬ２８(６):３５７－３６５. [１９]㊀ＨｉｇｅｓＭꎬＭａｒｔíｎ￣ＨｅｒｎáｎｄｅｚＲꎬＢｏｔíａｓＣꎬｅｔａｌ..ＨｏｗｎａｔｕｒａｌｉｎｆｅｃｔｉｏｎｂｙＮｏｓｅｍａｃｅｒａｎａｅｃａｕｓｅｓｈｏｎｅｙｂｅｅｃｏｌｏｎｙｃｏｌｌａｐｓｅ[Ｊ].Ｅｎｖｉｒｏｎ.Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ.ꎬ２００８ꎬ１０(１０):２６５９－２６６９. [２０]㊀ＫｅｎｔＭＬꎬＤａｗｅＳＣ.ＥｆｆｉｃａｃｙｏｆＦｕｍａｇｉｌｌｉｎＤＣＨａｇａｉｎｓｔｅｘ￣ｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙｉｎｄｕｃｅｄＬｏｍａｓａｌｍｏｎａｅ(Ｍｉｃｒｏｓｐｏｒｅａ)ｉｎｆｅｃｔｉｏｎｓｉｎｃｈｉｎｏｏｋｓａｌｍｏｎＯｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓｔｓｈａｗｙｔｓｃｈａ[Ｊ].Ｄｉｓ.Ａｑｕａｔ.Ｏｒｇａｎ.ꎬ１９９４ꎬ２０(３):２３１－２３３.[２１]㊀ＫｕｓａｋａＭꎬＳｕｄｏＫꎬＦｕｊｉｔａＴꎬｅｔａｌ..Ｐｏｔｅｎｔａｎｔｉ￣ａｎｇｉｏｇｅｎｉｃａｃｔｉｏｎｏｆＡＧＭ￣１４７０:Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｔｏｔｈｅｆｕｍａｇｉｌｌｉｎｐａｒｅｎｔ[Ｊ].Ｂｉｏｃｈｅｍ.Ｂｉｏｐｈ.Ｒｅｓ.Ｃｏｍｍｕｎ.ꎬ１９９１ꎬ１７４(３):１０７０－１０７６.[２２]㊀ＧａｒｒａｂｒａｎｔＴꎬＴｕｍａｎＲꎬＬｕｄｏｖｉｃｉＤꎬｅｔａｌ..Ｓｍａｌｌｍｏｌｅｃｕｌｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｏｆｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅａｍｉｎｏｐｅｐｔｉｄａｓｅｔｙｐｅ２(ＭｅｔＡＰ￣２)ｆａｉｌｔｏｉｎｈｉｂｉｔｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｃｅｌｌｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎｏｒｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｖｅｓ￣ｓｅｌｓｆｒｏｍｒａｔａｏｒｔｉｃｒｉｎｇｓｉｎｖｉｔｒｏ[Ｊ].Ａｎｇｉｏｇｅｎｅｓｉｓꎬ２００４ꎬ７(２):９１－９６.[２３]㊀ＢｒåｋｅｎｈｉｅｌｍＥꎬＣａｏＲꎬＧａｏＢꎬｅｔａｌ..ＡｎｇｉｏｇｅｎｅｓｉｓｉｎｈｉｂｉｔｏｒꎬＴＮＰ￣４７０ꎬｐｒｅｖｅｎｔｓｄｉｅｔ￣ｉｎｄｕｃｅｄａｎｄｇｅｎｅｔｉｃｏｂｅｓｉｔｙｉｎｍｉｃｅ[Ｊ].Ｃｉｒｃ.Ｒｅｓ.ꎬ２００４ꎬ９４(１２):１５７９－１５８８.[２４]㊀ＫｉｍＹＭꎬＡｎＪＪꎬＪｉｎＹＪꎬｅｔａｌ..Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔｈｅａｎｔｉ￣ｏｂｅ￣ｓｉｔｙｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅＴＮＰ￣４７０ａｎａｌｏｇꎬＣＫＤ￣７３２[Ｊ].Ｊ.Ｍｏｌ.Ｅｎ￣ｄｏｃｒｉｎｏｌ.ꎬ２００７ꎬ３８(４):４５５－４６５.[２５]㊀ＳｈｅｅｎＩＳꎬＪｅｎｇＫＳꎬＪｅｎｇＷＪꎬｅｔａｌ..Ｆｕｍａｇｉｌｌｉｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｈｅｐａｔｏｃｅｌｌｕｌａｒｃａｒｃｉｎｏｍａｉｎｒａｔｓ:Ａｎｉｎｖｉｖｏｓｔｕｄｙｏｆａｎｔｉａｎｇｉｏ￣ｇｅｎｅｓｉｓ[Ｊ].ＷｏｒｌｄＪ.Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏ.ꎬ２０１１ꎬ１１(６):７７１－７７７. [２６]㊀Ｓｔｅｖａｎｏｖｉｃ'ＪꎬＳｔａｎｉｍｉｒｏｖｉｃ'ＺꎬＰｅｊｉｎＩＩꎬｅｔａｌ..Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｍｉｔｏｔｉｃｉｎｄｅｘａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｍｉｃｒｏｎｕｃｌｅｉｉｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｇｅｎｏｔｏｘｉｃｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆｆｕｍａｇｉｌｌｉｎ(ｄｉｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌａｍｉｎｅ)ｉｎｖｉｖｏ[Ｊ].ＡｃｔａＶｅｔ.ꎬ２００６ꎬ５６(５－６):４３７－４４８.[２７]㊀ＹａｎａｓｅＴꎬＴａｍｕｒａＭꎬＦｕｊｉｔａＫꎬｅｔａｌ..Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙｅｆｆｅｃｔｏｆａｎ￣ｇｉｏｇｅｎｅｓｉｓｉｎｈｉｂｉｔｏｒＴＮＰ￣４７０ｏｎｔｕｍｏｒｇｒｏｗｔｈａｎｄｍｅｔａｓｔａｓｉｓｏｆｈｕｍａｎｃｅｌｌｌｉｎｅｓｉｎｖｉｔｒｏａｎｄｉｎｖｉｖｏ[Ｊ].ＣａｎｃｅｒＲｅｓ.ꎬ１９９３ꎬ５３(１１):２５６６－２５７０.[２８]㊀ＹａｍａｏｋａＭꎬＹａｍａｍｏｔｏＴꎬＩｋｅｙａｍａＳꎬｅｔａｌ..Ａｎｇｉｏｇｅｎｅｓｉｓｉｎ￣ｈｉｂｉｔｏｒＴＮＰ￣４７０(ＡＧＭ￣１４７０)ｐｏｔｅｎｔｌｙｉｎｈｉｂｉｔｓｔｈｅｔｕｍｏｒｇｒｏｗｔｈｏｆｈｏｒｍｏｎｅ￣ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｈｕｍａｎｂｒｅａｓｔａｎｄｐｒｏｓｔａｔｅｃａｒ￣ｃｉｎｏｍａｃｅｌｌｌｉｎｅｓ[Ｊ].ＣａｎｃｅｒＲｅｓ.ꎬ１９９３ꎬ５３(２１):５２３３－５２３６.[２９]㊀ＨｅｒｂｓｔＲＳꎬＭａｄｄｅｎＴＬꎬＴｒａｎＨＴꎬｅｔａｌ..Ｓａｆｅｔｙａｎｄｐｈａｒ￣ｍａｃｏｋｉｎｅｔｉｃｅｆｆｅｃｔｓｏｆＴＮＰ￣４７０ꎬａｎａｎｇｉｏｇｅｎｅｓｉｓｉｎｈｉｂｉｔｏｒꎬｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｐａｃｌｉｔａｘｅｌｉｎｐａｔｉｅｎｔｓｗｉｔｈｓｏｌｉｄｔｕｍｏｒｓ:Ｅｖｉｄｅｎｃｅｆｏｒａｃｔｉｖｉｔｙｉｎｎｏｎ￣ｓｍａｌｌ￣ｃｅｌｌｌｕｎｇｃａｎｃｅｒ[Ｊ].Ｊ.Ｃｌｉｎ.Ｏｎｃｏｌ.ꎬ２００２ꎬ２０(２２):４４４０－４４４７.[３０]㊀ＡｎｔｏｉｎｅＮꎬＧｒｅｉｍｅｒｓＲꎬＤｅＲｏａｎｎｅＣꎬｅｔａｌ..ＡＧＭ￣１４７０ꎬａｐｏｔｅｎｔａｎｇｉｏｇｅｎｅｓｉｓｉｎｈｉｂｉｔｏｒꎬｐｒｅｖｅｎｔｓｔｈｅｅｎｔｒｙｏｆｎｏｒｍａｌｂｕｔ５８５常白杨ꎬ等:烟曲霉素及其衍生物生物活性研究进展. All Rights Reserved.ｎｏｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｃｅｌｌｓｉｎｔｏｔｈｅＧ１ｐｈａｓｅｏｆｔｈｅｃｅｌｌｃｙｃｌｅ[Ｊ].ＣａｎｃｅｒＲｅｓ.ꎬ１９９４ꎬ５４(８):２０７３－２０７６. [３１]㊀ＭｏｒｉｓｈｉｔａＴꎬＭｉｙａｕｃｈｉＹꎬＭｉｉＹꎬｅｔａｌ..ＤｅｌａｙｉｎａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎｏｆＣＤＤＰｕｎｔｉｌｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎｏｆＡＧＭ￣１４７０ｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｎｈａｎｃｅｓａｎｔｉｍｅｔａｓｔａｔｉｃａｎｄａｎｔｉｔｕｍｏｒｅｆｆｅｃｔｓ[Ｊ].Ｃｌｉｎ.Ｅｘｐ.Ｍｅｔａｓｔａｓ.ꎬ１９９９ꎬ１７(１):１９－２３.[３２]㊀ＤｉｄｉｅｒＥＳ.ＥｆｆｅｃｔｓｏｆａｌｂｅｎｄａｚｏｌｅꎬｆｕｍａｇｉｌｌｉｎꎬａｎｄＴＮＰ￣４７０ｏｎｍｉｃｒｏｓｐｏｒｉｄｉａｌｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｖｉｔｒｏ[Ｊ].Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂ.ＡｇｅｎｔｓＣｈｅｍ.ꎬ１９９７ꎬ４１(７):１５４１－１５４６.[３３]㊀ＫｏｎｎｏＨꎬＴａｎａｋａＴꎬＭａｔｓｕｄａＩꎬｅｔａｌ..Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｉｎ￣ｈｉｂｉｔｏｒｙｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅａｎｇｉｏｇｅｎｅｓｉｓｉｎｈｉｂｉｔｏｒꎬＴＮＰ￣４７０ꎬａｎｄｍｉｔ￣ｏｍｙｃｉｎＣｏｎｔｈｅｇｒｏｗｔｈａｎｄｌｉｖｅｒｍｅｔａｓｔａｓｉｓｏｆｈｕｍａｎｃｏｌｏｎｃａｎｃｅｒ[Ｊ].Ｉｎｔ.Ｊ.Ｃａｎｃｅｒꎬ１９９５ꎬ６１(２):２６８－２７１. [３４]㊀ＷａｎｇＹＱꎬＩｋｅｄａＫꎬＩｋｅｂｅＴꎬｅｔａｌ..Ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｏｆｈｅｐａｔｉｃｓｔｅｌｌａｔｅｃｅｌｌｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎａｎｄａｃｔｉｖａｔｉｏｎｂｙｔｈｅｓｅｍｉｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｎ￣ａｌｏｇｕｅｏｆｆｕｍａｇｉｌｌｉｎＴＮＰ￣４７０ｉｎｒａｔｓ[Ｊ].Ｈｅｐａｔｏｌｏｇｙꎬ２０００ꎬ３２(５):９８０－９８９.[３５]㊀ＳｈｉｎＳＪꎬＡｈｎＪＢꎬＰａｒｋＫＳꎬｅｔａｌ..ＡｐｈａｓｅＩｂｐｈａｒｍａｃｏｋｉ￣ｎｅｔｉｃｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅａｎｔｉ￣ａｎｇｉｏｇｅｎｉｃａｇｅｎｔＣＫＤ￣７３２ｕｓｅｄｉｎｃｏｍ￣ｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｃａｐｅｃｉｔａｂｉｎｅａｎｄｏｘａｌｉｐｌａｔｉｎ(ＸＥＬＯＸ)ｉｎｍｅｔａ￣ｓｔａｔｉｃｃｏｌｏｒｅｃｔａｌｃａｎｃｅｒｐａｔｉｅｎｔｓｗｈｏｐｒｏｇｒｅｓｓｅｄｏｎｉｒｉｎｏｔｅｃａｎ￣ｂａｓｅｄｃｈｅｍｏｔｈｅｒａｐｙ[Ｊ].Ｉｎｖｅｓｔ.ＮｅｗＤｒｕｇ.ꎬ２０１２ꎬ３０(２):６７２－６８０.[３６]㊀ＺｂｉｄａｈＭꎬＬｕｐｅｓｃｕＡꎬＪｉｌａｎｉＫꎬｅｔａｌ..Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｕｉｃｉｄａｌｅｒｙｔｈｒｏｃｙｔｅｄｅａｔｈｂｙｆｕｍａｇｉｌｌｉｎ[Ｊ].ＢａｓｉｃＣｌｉｎ.Ｐｈａｒｍａｃｏｌ.ꎬ２０１３ꎬ１１２(５):３４６－３５１.[３７]㊀ＨｉｇｇｉｎｓＭＪꎬＫｅｎｔＭＬꎬＭｏｒａｎＪＤꎬｅｔａｌ..ＥｆｆｉｃａｃｙｏｆｔｈｅｆｕｍａｇｉｌｌｉｎａｎａｌｏｇＴＮＰ￣４７０ｆｏｒＮｕｃｌｅｏｓｐｏｒａｓａｌｍｏｎｉｓａｎｄＬｏｍａｓａｌｍｏｎａｅｉｎｆｅｃｔｉｏｎｓｉｎｃｈｉｎｏｏｋｓａｌｍｏｎＯｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓｔｓｈａｗｙｔｓｃｈａ[Ｊ].Ｄｉｓ.Ａｑｕａｔ.Ｏｒｇａｎ.ꎬ１９９８ꎬ３４(１):４５－４９. [３８]㊀ＣｈｅｎＸꎬＸｉｅＳꎬＢｈａｔＳꎬｅｔａｌ..Ｆｕｍａｇｉｌｌｉｎａｎｄｆｕｍａｒｒａｎｏｌｉｎ￣ｔｅｒａｃｔｗｉｔｈＰ.ｆａｌｃｉｐａｒｕｍｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅａｍｉｎｏｐｅｐｔｉｄａｓｅ２ａｎｄｉｎ￣ｈｉｂｉｔｍａｌａｒｉａｐａｒａｓｉｔｅｇｒｏｗｔｈｉｎｖｉｔｒｏａｎｄｉｎｖｉｖｏ[Ｊ].Ｃｈｅｍ.Ｂｉ￣ｏｌ.ꎬ２００９ꎬ１６(２):１９３－２０２.６８５生物技术进展ＣｕｒｒｅｎｔＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ. All Rights Reserved.。
生物膜的研究进展和应用
生物膜的研究进展和应用生物膜是一种由生物大分子（如蛋白质、糖和脂肪）组成的可溶性膜状结构，是生物体内重要的一种基础构造。
随着科学技术的不断进步和人类对生物体的了解更加深入，生物膜的研究也越来越受到重视。
本文将介绍生物膜的研究进展和应用。
生物膜的结构生物膜主要由磷脂双层和膜蛋白构成，其中的磷脂双层是由两层不相溶的脂肪酸和磷酸甘油酯形成的。
磷脂双层中的磷脂分子在水中能够自组装成一个双层结构，使得水性相对的部分构成膜的内外层面。
膜蛋白则嵌入磷脂双层中，形成一种蛋白质-脂质复合物。
除此之外，生物膜中还包含其他生物大分子，如糖蛋白和胆固醇等。
生物膜的研究方法生物膜的复杂结构对其研究带来了很大的挑战。
不过，随着一系列实验和仪器的发展，科学家们已经发现了许多研究生物膜的方法。
其中，X射线衍射是研究生物膜结构的重要手段。
通过X射线衍射，科学家们可以了解到膜的分子组成和空间结构。
同时，核磁共振技术也可以帮助研究人员了解膜的结构。
除此之外，用电子显微镜、原子力显微镜等方法，可以进一步深入地了解膜的组成和形态。
生物膜的应用生物膜因其特殊的性质，被广泛地应用于细胞生物学、医学、材料科学、食品及生物技术领域。
下面将主要介绍生物膜在医学和生物技术领域的应用。
生物膜在医学领域的应用生物膜在医学领域的应用主要涉及到药物运输、肿瘤治疗和人工心脏瓣膜等方面。
生物膜被广泛应用于药物送药系统中。
将药物包裹在膜囊中，可以保护药物不被破坏，同时可以控制药物释放速度。
此外，生物膜还被用于制备肿瘤靶向治疗药物。
通过利用膜表面特异性的蛋白质，将药物运输到肿瘤细胞表面，达到治疗的效果。
人工心脏瓣膜也是生物膜在医学领域中的一个重要应用。
人工心脏瓣膜通常是由膜蛋白材料制成，具有生物相容性和生物力学强度。
人工心脏瓣膜还可以通过表面修饰来增加其抗血栓特性，从而大大减少手术后的风险。
生物膜在生物技术领域的应用生物膜在生物技术领域中，主要被应用于制备人工肝、生物传感器和生物反应器等方面。
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㊃综述㊃烟曲霉生物膜研究进展童建波曾荣李岷(中国医学科学院北京协和医学院皮肤病研究所江苏省皮肤性病学分子生物学重点实验室,南京210042)ʌ摘要ɔ近年来侵袭性曲霉病的发病率逐年上升,因其极高的致死率而引起了临床上广泛的关注㊂研究发现烟曲霉的生物膜形态是其重要致病形态㊂生物膜一旦形成其对多种抗真菌药物的耐药性㊁致病性将增加㊂这可能是导致临床高死亡率最直接的原因㊂该文主要从烟曲霉生物膜形成特点㊁致病性及其耐药机制和目前主要的生物膜研究方法等方面进行综述㊂ʌ关键词ɔ烟曲霉;生物膜;检测方法;耐药机制ʌ中图分类号ɔ R379.6ʌ文献标识码ɔ A ʌ文章编号ɔ1673-3827(2018)13-0061-04R e s e a r c h p r o g r e s s o f A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s b i o f i l m sT O N GJ i a n-b o,Z E N G R o n g,L IM i n(I n s t i t u t e o f D e r m a t o l o g y,C h i n e s eA c a d e m y o f M e d i c a l S c i e n c e s a n dP e k i n g U n i o nM e d i c a l C o l l e g e;J i a n g s uK e y L a b o-r a t o r y o f M o l e c u l a rB i o l o g y f o rS k i nD i s e a s e s,N a n j i n g210042,C h i n a)ʌA b s t r a c tɔ T h e f r e q u e n c y o f i n v a s i v e a s p e r g i l l o s i s h a dd r a m a t i c a l l y i n c r e a s e d y e a r a f t e r y e a r a n d t h e h i g hm o r t a l i t y r a t e h a d c a u s e de x t e n s i v e c o n c e r n o f c l i n i c i a n s.T h e b i o f i l m m o r p h o l o g y w h i c hh a db e e nw i l d l y r e c o g n i z e d c o u l d e n h a n c e d p a t h o g e n i c i-t y t oh o s t a n d i n c r e a s e r e s i s t a n c e t oa n t i m i c r o b i a l a g e n t s.T h e r e f o r e,B i o f i l m sm i g h t p l a y a n i m p o r t a n t r o l e i nc a u s i n g h i g h m o r t a l i t y r a t e s.T h i sr e v i e w d i s c u s s e dt h ec h a r a c t e r i s t i c so f A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s b i o f i l m f o r m a t i o n,b i o f i l m d e t e c t i o n m e t h o d s a n d i t sm e c h a n i s m s o f d r u g r e s i s t a n c e.ʌK e y w o r d sɔA s p e r g i l l u s f u m i g a t u s;b i o f i l m s;d e t e c t i o nm e t h o d;d r u g r e s i s t a n c e[C h i n JM y c o l,2018,13(1):61-64]由于广谱抗菌药物㊁糖皮质激素和免疫抑制剂的广泛使用㊁放疗和化疗㊁器官移植以及侵入性治疗措施的急剧增加㊁艾滋病等免疫缺陷性疾病的流行,侵袭性曲霉病的发病率在近年来快速上升[1]㊂尽管不少新型抗真菌药物如两性霉素B㊁伏立康唑㊁米卡芬净等在体外对烟曲霉均显示有较好的药物敏感性,但临床上疗效却往往不如体外试验那么理想㊂据统计该病的致死率可高达50%~95%[2]㊂在侵袭性肺曲霉病患者的支气管肺泡灌洗液检查和侵袭性曲霉病的患者尸体检查中发现了存在一种特殊的膜样形态结构,后证实这种膜样结构正是烟曲霉的生物膜形态[3],而该形态在体内的出现也正是烟曲霉基金项目:国家自然科学基金(81502739);江苏省自然科学基金(B K20150068)作者简介:童建波,男(汉族),博士研究生在读,主治医师.E-m a i l: j i a n b o t o n g@s i n a.c o m通信作者:李岷,E-m a i l:d r l i m i n@s i n a.c n 在体内耐药的重要原因之一㊂因此,近年来烟曲霉生物膜逐渐成为研究者关注的热点㊂1烟曲霉生物膜的形成特点目前研究生物膜的形成和结构特点主要通过以下3种方式获得生物膜模型:体外㊁体内构建生物膜模型及采集临床自然形成的生物膜模型㊂典型的真菌生物膜形成阶段主要包括:①真菌孢子黏附于载体接触面;②微菌落的形成;③真菌细胞分泌细胞外基质,微菌落融合形成生物膜;④发育为成熟的生物膜;⑤真菌细胞和生物膜碎片播散形成新的生物膜[4]㊂研究发现烟曲霉生物膜形态好发于遗传性肺功能异常的患者如肺囊性纤维化或慢性阻塞性肺疾病以及有外来器械植入物的患者如导管㊁假体㊁心脏起搏器㊁关节置换装置㊁心脏瓣膜和乳房植入物等[5-6]㊂烟曲霉最初以孢子形式黏附在生物或非生物表面,菌丝体随生物膜的成熟而生长,随后由其自身产生㊃16㊃中国真菌学杂志2018年2月第13卷第1期 C h i n JM y c o l,F e b r u a r y2018,V o l13,N o.1的细胞外基质(E C M)将生物膜融合成一体,形成均匀致密的三维立体结构㊂M o w a t E等[7]率先运用96孔细胞培养板体外成功构建烟曲霉生物膜模型,并使用激光共聚焦显微镜(C L S M)动态观察生物膜的形成过程㊂随后学者陆续尝试使用兔㊁大鼠㊁猴㊁绵羊㊁小鸡等多种动物用来构建侵袭性曲霉病的模型以开展阐明其发病机制㊁评价药物疗效㊁免疫预防以及寻找曲霉致病因子等多种研究[8-10]㊂2影响烟曲霉生物膜形成的因素烟曲霉生物膜的形成受多种因素调控㊂附着材料不同将会影响生物膜的形成,如体外构建生物膜模型时常采用橡胶导管㊁圆柱状的纤维过滤器,不同材料制成的细管㊁玻片㊁塑料等,在不同基质材料上形成的真菌生物膜量有所不同[11]㊂培养液的成分差异也会影响生物膜的形成,如血清可以促使烟曲霉菌丝的生长和生物膜的形成,在加有胎牛血清或胎球蛋白A 的培养液中形成的烟曲霉生物膜厚度明显增加,对多种抗真菌药物耐药性也明显增强[12]㊂生物膜形成过程中群体感应现象普遍存在,是指微生物自身群体密度的环境信号感受㊂生物膜是在信号分子精密监控下的有组织的细胞群落㊂烟曲霉生物膜在形成过程中,细胞外的可扩散自身感应成分检测并调节细胞总体密度,以利于生物膜的形成[13]㊂E x o d e n o u sD N A (e D N A)是成熟的烟曲霉生物膜细胞外基质中的一种重要成分,对生物膜的形成及维持结构的完整性和稳定性起着重要的作用[14]㊂3烟曲霉生物膜的致病性黏附是烟曲霉孢子致病性的第1步㊂胞外多糖G A G是烟曲霉生物膜黏附过程中关键的毒力因子,在介导生物膜形成的启动黏附中发挥着重要的作用[15]㊂疏水蛋白R o d B㊁R o d D㊁R o d E㊁R o d F作为烟曲霉细胞外基质成分介导菌细胞相互黏附及对宿主的黏附,在烟曲霉生物膜形成过程中调控R o d A㊁R o d B㊁R o d D蛋白相关基因的转录水平明显上调[16]㊂烟曲霉菌生物膜形成过程中,其营养代谢活性降低㊁氧化应激反应增强㊁胶霉毒素产生增加从而能够很好逃避机体的免疫反应[17]㊂研究发现,与悬浮状态细胞相比,从生物膜中脱落的细胞致病力显著增强[18]㊂4烟曲霉生物膜的耐药机制生物膜的一个显著特性就是对各种抗真菌药物的高度耐药性㊂真菌生物膜对药物的抵抗性是游离真菌的1000倍[19]㊂真菌生物膜的耐药机制由复杂的㊁多种机制共同参与,包括一些基本的物理性屏障作用和一些复杂的调控过程㊂4.1生物膜的屏障作用生物膜的复杂结构和细胞外基质可能通过阻碍药物扩散而增加药物抵抗性,研究发现曲霉菌生物膜外基质的产生可降低药物的抗菌作用㊂β-1,3葡聚糖在烟曲霉生物膜形成的早期起到药物海绵的作用,而在生物膜的成熟期e D N A不仅促进生物膜的成熟并保持生物膜结构的完整性,而且在药物抵抗上可能起到更重要的作用[20]㊂4.2耐药基因的表达A B C转运蛋白超家族和主要易化子超家族M F S是真菌主要转运蛋白超家族,A B C转运蛋白超家族是1种A T P结合型转运蛋白是主要外排蛋白,包括5个蛋白家族:其中多药耐药家族M D R㊁多药耐药相关蛋白家族M R P和多效性耐药家族P D R I3个蛋白家族与胞内毒性物质的外排密切相关;M F S转运蛋白中也有两个家族与外排毒性物质功能相关㊂A B C和M F S的高表达可引起多种抗真菌药尤其是三唑类抗真菌药物交叉耐药[21]㊂在烟曲霉生物膜中M D R1表达明显上调[22]㊂相比于悬浮状态,M F S在烟曲霉生物膜中也发现表达增强[23]㊂曲霉菌生物膜对伊曲康唑和伏立康唑的抵抗与流出泵基因A f u M D R4密切相关㊂麦角固醇生物合成基因E r g l是诱导特比萘芬耐受的作用靶点[24],在烟曲霉菌生物膜形成过程中,E r g基因表达增加,生物膜对特比萘芬的抵抗性增强[25]㊂4.3毒素蛋白的合成在慢性曲霉菌感染中,产生的胶霉毒素等一些代谢产物有利于真菌逃避宿主的免疫反应,生物膜中黑色素的产生也可影响曲霉菌的侵袭力及机体对曲霉菌的免疫反应[26]㊂4.4生物膜中细胞的生长状态细胞的生长速度通常是药物活性调节的一个重要因素,细胞生长速度越快,药物的活性调节能力越强[27]㊂由于营养获得的限制,生物膜中的细胞生长缓慢或呈现饥饿状态,真菌的代谢速率降低表现出真菌细胞对抗真菌药物的不敏感㊂5观察烟曲霉生物膜常用的形态学的常用方法对真菌生物膜形成和结构的观察主要借助于㊃26㊃中国真菌学杂志2018年2月第13卷第1期 C h i nJM y c o l,F e b r u a r y2018,V o l13,N o.1各种显微技术的应用,如扫描电镜㊁荧光电镜㊁激光扫描共聚焦显微镜等㊂5.1扫描电镜扫描电镜是目前最直观㊁常用观察生物膜的方法之一,无须切片就可直接观察生物膜中菌丝㊁多糖的分布情况㊂A l e j a n d r a等[6]通过扫描电镜分别观察28ħ和37ħ体外烟曲霉生物膜的动态生长周期,烟曲霉生物膜4h开始孢子黏附于并分泌聚合物质㊂8~ 12h时孢子萌芽,产生菌丝并延长,有趣的是在28ħ时更多的是形成微菌落㊂16~20h菌丝开始形成立体网状结构,并可以观察到通道形成,这也就为生物膜提供了一个营养物质代谢的通道㊂24h就可以形成一个具有复杂的三维立体结构特征的成熟的生物膜结构,菌丝有序排列,大量细胞外基质分布在菌丝的周围,只有在成熟期的生物膜才开始出现孢子的扩散㊂特别值得提出的是A l e j a n d r a等[28]认为烟曲霉生物膜的最佳孢子浓度为1ˑ106C F U/m L,这和之前的文献报道观点不同[8],可能的原因是在体外构建生物膜时与所选用的材料不同有关㊂C o u r C t n e y等[29]运用电镜观察烟曲霉生物膜结构的同时,发现随着生物膜的成熟,E C M逐渐在菌丝间延伸积累并紧密包裹住生物膜㊂5.2激光扫描共聚焦显微镜激光扫描共聚焦显微镜应用于观察生物膜形态具有其独特的优势,不仅能对荧光标记的细胞或组织的某一层面分别获取其各色荧光的清晰图像,对于一定厚度的生物膜能各层面逐层扫描摄影,经软件处理,可以得到生物膜的色彩立体图像及计算机动画演示㊂对生物膜的厚度㊁比表面积㊁均一性及各种荧光的强度等多个参数进行量化比较,即可方便的获取到真菌形成生物膜动态过程的各种量化数据[30]㊂V i l l e-n a等[31]使用免疫荧光标记技术,用荧光染料F I T C-F U N1标记多糖,用C L S M连续逐层扫描图像行三维重建,动态观察发现烟曲霉生物膜形成中菌丝呈现严密的极性生长㊂我们在前期的研究中也发现在低热作用下可以破坏烟曲霉生物膜的极性生长㊂成熟的生物膜是细胞外基质包裹下的由孢子㊁菌丝体组成的均一致密的三维网状结构㊂完整成熟的烟曲霉生物膜结构厚度通常可以到达200μm左右[32]㊂上述两种技术在生物膜的检测中应用甚广,扫描电镜的优点是能直接观测生物膜中细胞的情况,但需要对标本进行脱水㊁固定㊁包埋㊁染色等处理,这样就破坏了生物膜的完整性,可能会导致观察结果与实际有差异,而激光共聚焦显微镜恰好可以弥补这一不足㊂但两者都只能通过直观视觉来判断,没有很好的量化标准㊂6测定烟曲霉生物膜常用的生物膜量及活力的常用方法6.1结晶紫分光光度法(C V法)C V法是对真菌生物膜培养后,进行结晶紫染色后冲洗㊁脱色后用紫外分光光度计检测脱色液在某一波长光波的吸收值,计算染色菌体数量对真菌生物膜形成进行粗略定量分析的方法㊂V i níc i u s等[33]在96孔板中接种烟曲霉菌悬液37ħ培养24h后运用结晶紫染色后在570n m波长测定烟曲霉生物膜形成量,对比观察Δs i t A对生物膜形成的影响的㊂其缺点是不能做到很好地区分生物膜中活菌和死菌及细胞外基质,不能准确地反映生物膜的活力,但仍然可以较好地显示动态对比中生物膜总生成量的变化㊂6.2 M T T即四氮唑盐减低法M T T在活细胞线粒体中琥珀酸脱氢酶作用下代谢还原,不溶于水的蓝色或蓝紫色甲臜在细胞色素C 的作用下生成并沉积在细胞中,通过二基亚砜(D M-S O)溶解细胞中的甲瓒,就可以在酶标仪490n m处测定甲臜的含量㊂活细胞数与甲臜产生量呈正相关,因此活细胞的数目可根据吸光值推测出㊂M T T法以其快速简便,不需要特殊检测仪器,无放射性同位素,适合大批量检测的特点而得到广泛应用㊂6.3 X T T减低法是目前研究生物膜最为常用的方法,X T T即甲基四氮盐是一种类似于M T T的化合物,在电子耦合试剂存在的情况下,活细胞线粒体中存在与辅酶Ⅱ相关的脱氢酶,可将黄色的X T T还原成水溶性的橘黄色的四氮盐-甲臜产物,该代谢产物能溶解在组织培养基中,在490n m处的吸光值与细胞的活力成正比㊂该法在不破坏生物膜的条件下能检测出生物膜中菌细胞的活力㊂优点在于X T T及其产物有良好的水溶性,给实验操作带来极大的方便,而且可以不破坏生物膜的完整结构来研究生物膜中菌细胞的活性,另外它还具有使用方便㊁不用洗涤细胞㊁检测快速的特点,因此,X T T法在研究真菌细胞生物膜的生长动力学和耐药性方面得到了极为广泛的应用[34]㊂多种荧光染料方法可用于生物膜的量及活力测定㊂绿色荧光核酸染料S y t o9和刃天青显色法适用于生物膜活力测定,二甲基亚甲基蓝D MM B比色法和荧光素F D A法也较好的应用于检测生物膜形成㊃36㊃中国真菌学杂志2018年2月第13卷第1期 C h i n JM y c o l,F e b r u a r y2018,V o l13,N o.1的总量[35]㊂7结语目前对烟曲霉生物膜的基本结构和特性有了初步的了解,但仍然存在很多问题有待解决,如它的信号群感系统的建立㊁确切的耐药机制及现在发现的真菌/细菌混合性生物膜的特性等,进一步了解烟曲霉的生物膜形成机制和耐药机制㊁明确生物膜在致病和耐药方面的遗传学机制;对其进一步的研究有助于指导临床治疗㊁降低死亡率㊁改善预后㊂参考文献[1]W i s p l i n g h o f fH,B i s c h o f fT,T a l l e n tS M,e ta l.N o s o c o m i a lb l o o d s t r e a mi n f ec t i o n s i n U Sh o s p i t a l s:a n a l y s i so f24,179c a s e s f r o m a p r o s p e c t i v en a t i o n w id es u r ve i 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[29] R e i c h h a r d tC,F e r r e i r a J A,J o u b e r tL M,e t a l.A n a l y s i so ft h e A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s B i o f i l m E x t r a c e l l u l a rM a t r i xb yS o l i d-S t a t eN u c l e a r M a g n e t i c R e s o n a n c eS p e c t r o s c o p y[J].E u k a r y o t i cC e l l,2015,14(11):1064-1072.[30] K h a nS,T o n d e r v i kA,S l e t t aH,e t a l.O v e r c o m i n g d r u g r e-s i s t a n c ew i t h a l g i n a t e o l i g o s a c c h a r i d e s a b l e t o p o t e n t i a t e t h ea c t i o no fs e l e c t e da n t ib i o t ic s[J].A n t i m i c r o b A g e n t sC h e-m o t h e r,2012,56(10):5134-5141.[31] V i l l e n aG K,F u j i k a w aT,T s u y u m uS,e t a l.S t r u c t u r a l a n a l-y s i s o f b i o f i l m s a n d p e l l e t s o fA s p e r g i l l u sN i g e rb y c o n f o c a ll a s e rs c a n n i n g m i c r o s c o p y a n dc r y os c a n n i n g e l e c t r o n m i-c r o s c o p y[J].B i o r e s o u rT e c h n o l,2010,101(6):1920-1926.[32] R o n g Z e n g,M i nL i,Q i n g C h e n,e t a l.I nv i t r o A n a l y s e s o fM i l dH e a t S t r e s s i nC o m b i n a t i o nw i t hA n t i f u n g a lA g e n t s a-g a i n s t A s p e r g i l l u s f u m i g a t u s B i o f i l m[J].A n t i m i c r o b A-g e n t sC h e m o t h e r,2014,58(3):1443-1450.[33] B o m V L,d eC a s t r oP A,W i n k e l s t r t e rL K,e ta l.T h eA s p e r g i l l u s f u m i g a t u s s i t AP h o s p h a t a s eH o m o l o g u e I s I m-p o r t a n t f o rA d h e s i o n,C e l lW a l l I n t e g r i t y,B i o f i l m F o r m a-t i o n,a n dV i r u l e n c e[J].E u k a r y o t i cC e l l2015,14(8):728-744.[34] S i m i t s o p o u l o u M,C h a t z i m o s c h o u A,R o i l i d e sE.B i o f i l m sa n dA n t i f u n g a l S u s c e p t ib i l i t y T e s t i n g[J].M e t h o d sM o l B i o l,2016,1356:183-197.[35] E l k eP,H a n s J.N e l i s,e t a l.C o m p a r i s o no fm u l t i p l em e t h-o d s f o r q u a n t i f i c a t i o n o fm i c r o b i a l b i o f i l m s g r o w n i nm i c r o t i-t e r p l a t e s[J].JM i c r o b i o lM e t h o d s,2008,72(2):157-165.[收稿日期]2017-04-13[本文编辑]施慧㊃46㊃中国真菌学杂志2018年2月第13卷第1期 C h i nJM y c o l,F e b r u a r y2018,V o l13,N o.1。