全 文 :·综述·
山苍子油抗真菌的研究进展
单秀娟 万力 董晓娜
(1.河北医科大学第四医院皮肤科 ,石家庄 050011)
【摘要】 山苍子油是从中药山苍子中提炼的精油 ,一直作为香料供应市场 , 近几年研究表明山苍子油具有广谱抗真菌作
用。针对近年来真菌病发病率升高 、真菌耐药性增加及抗真菌药物毒副作用多等现象 ,开发研究一种高效 、广谱 、较少耐药 、
价格低廉的抗真菌药物已成为一个亟待解决的问题 ,因此抗真菌中药的研究受到越来越多医药工作者的重视。本文介绍了
近年来山苍子油抗真菌的研究进展 ,以期对新抗真菌药物的研究有所帮助 。
【关键词】 山苍子油;抗真菌;研究;进展
【中图分类号】 R453.9 【文献标识码】 B 【文章编号】 1673-3827(2007)04-0253-04
近 10年来 ,随着广谱抗生素 、激素及免疫抑制
剂的广泛应用 ,器官移植的普遍开展 ,原发及继发
性免疫功能低下人群的扩大 ,真菌感染尤其是机体
深部真菌感染率明显上升 ,深部真菌病的治疗面临
着严峻的挑战。虽然新型抗真菌药物的相继问世
给真菌病治疗带来了新的转机 ,但同时耐药菌株的
出现也呈增多趋势。真菌病治疗难度大 、真菌的耐
药性增多及现有抗真菌药物毒副作用多等原因促
使人们不断寻找高效低毒的抗真菌药物。中药在
我国具有上千年的悠久历史 ,具有来源广 ,价格低
廉 ,较少出现耐药等优点 ,抗真菌中药的开发越来
越受到国内外学者的广泛重视 。
山苍子 [ LitseaCubeba(lous.)pers.又名荜澄
茄 ]为樟科植物的成熟果实 , 据 《中药大辞典 》记
载 ,山苍子味辛 ,微苦 ,性温 。归脾 、胃 、肾 、膀胱经 ,
具有祛风散寒 ,理气杀虫 ,解毒止痛之效 ,为民间常
用药之一。山苍子油系其果实中提取的挥发油 ,其
化学成分复杂 ,主要成分为柠檬醛 。最初 ,周勇
等 [ 1]通过实验研究发现山苍子油及其主要成分柠
檬醛是一种广谱抗真菌药物 ,并证实其有杀菌作
用 。随后 ,对山苍子油抗菌作用及机制的研究日益
增多。据报道 ,山苍子油的抗菌组分主要是柠檬
醛 、α-蒎烯 、香茅醛 、香叶醇 、甲基庚烯酮。其对念
珠菌 、毛癣菌 、曲霉菌等十余种真菌和金黄
色葡萄球菌 、淋球菌 、大肠杆菌等十余种致病细菌
均有很好的抑制和杀灭作用 ,是已知抗菌谱最广且
作者简介:单秀娟 ,女(汉族),硕士在读.E-mail:shanxiujuan2006@
sohu.com
药力强劲的天然植物之一 。现将近年来山苍子油
抗真菌的研究进展综述如下。
1 念珠菌
念珠菌居深部真菌感染的病原菌之首 ,广泛存
在于自然界 ,并寄生于人体皮肤与黏膜 ,属于条件
感染病原菌 ,易引起严重免疫缺陷患者或接受肠道
外营养患者各系统 、各部位的感染。近年来深部真
菌病发病率呈上升趋势 ,耐药菌株的发生也逐渐增
多 。念珠菌对唑类抗真菌药的耐药成为最普遍的
真菌耐药类型 ,其中临床上氟康唑的预防性用药 ,
导致了耐氟康唑的克柔念珠菌感染的增多。由于
克柔念珠菌对咪唑类药物天然耐药 ,目前对因其感
染引起的真菌血症 、眼内炎 、心内膜炎 、关节炎 、肾
炎等尚未找到强有力的抗真菌药物。鉴于目前临
床克柔念珠菌分离率的增高以及白念珠菌菌株耐
药现象增多 , 20世纪 90年代初 ,夏忠弟 、李沛涛等
进行了山苍子油对念珠菌抗菌机制的研究。
1.1 白念珠菌
夏忠弟 、李沛涛等[ 2]用同位素标记和电镜等方
法研究了山苍子油乳剂对白念珠菌的抗菌机制 ,发
现该香精中能抑制标记前体(胸腺嘧啶核苷 、尿嘧
啶核苷 、亮氨酸 、葡糖胺 、醋酸钠标记前体)的掺入 ,
电镜观察可见胞壁疏松 ,膜密度减少 ,推测该精油
可抑制白念珠菌 DNA、RNA及胞壁和胞膜多糖成
分的合成 ,引起菌体破裂 ,内容物渗出致真菌死亡。
用同样方法 ,夏忠弟等 [ 3]研究了 α-蒎烯对白念珠
菌的抗菌机制 ,发现经 α-蒎烯作用后 ,菌细胞壁及
细胞膜破裂 ,菌体内容物渗出 ,胸腺嘧啶核苷 、尿嘧
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啶核苷 、亮氨酸 、醋酸钠标记前体掺入较对照组显
著减少 ,尤以醋酸钠标记前体的掺入受抑更为明
显 ,据此认为 , α-蒎烯可能通过抑制胞壁多糖成分 、
胞膜麦角固醇的合成导致菌细胞破裂及通过抑制
菌核酸和蛋白质的合成而起到杀菌作用。
方芳等应用美国国家临床试验标准化委员会
(NCCLS)推荐的抗真菌药物敏感试验方案微量液
体稀释法 ,测定了山苍子油对白念珠菌的最小抑菌
浓度(MIC)为(14.14±3.64)μg/ml。
李筱芳 、吕昭萍 [ 4]采用多步诱导法 ,观察在含
梯度浓度(1 ~ 100MIC)山苍子油培养基上连续转
种白念珠菌 BMU00270的 MIC值的变化情况 ,以
氟康唑作为阳性对照 ,探讨白念珠菌对山苍子油诱
导耐药实验的反应情况 。结果在多步诱导培养过
程中 ,山苍子油组的 MIC值始终保持不变 ,未诱导
出对山苍子油耐药的白念珠菌菌株。菌株转种至
含 20MIC(462.6μg/ml)山苍子油的培养基时 ,即
停止生长;而在含 100MIC(50μg/ml)氟康唑的培
养基上菌株仍能生长 。结论:山苍子油不易产生耐
药性 ,且对氟康唑敏感性下降的诱导株对山苍子油
仍敏感 。推测与山苍子油在较高浓度时有杀菌作
用有关 ,说明山苍子油是一种具有良好开发前景的
抗念珠菌感染的天然药物 。
万力 、朱敬山等 [ 5]通过建立小鼠系统性白念珠
菌感染模型 ,观察山苍子油作用后小鼠中位生存时
间 ,并检测了小鼠肾脏菌落形成单位计数。结果显
示山苍子油能明显延长小鼠的中位生存时间 ,降低
肾脏菌落形成单位计数 。说明山苍子油对小鼠系
统性白念珠菌感染具有治疗作用。
1.2 非白念珠菌
方芳等参照 NCCLS推荐的微量法检测了 4种
非白念珠菌标准菌株的 MIC值 ,并以氟康唑作为
质控药物 ,电镜下观察山苍子油作用前后克柔念珠
菌超微结构的改变。结果显示山苍子油对 4种标
准菌株的 MIC值分别为:热带念珠菌 (23.22±2.
85)μg/ml,光滑念珠菌(31.24±2.88)μg/ml,近平
滑念珠菌(76.19 ±4.40)μg/ml,克柔念珠菌(28.
30±2.54)μg/ml。电镜观察发现 ,氟康唑处理组
克柔念珠菌结构完整 ,其细胞壁 、细胞膜结构清晰;
山苍子油处理组见克柔念珠菌细胞壁溶解破坏 ,细
胞膜连续性破坏 ,细胞器肿胀溶解乃至坏死溶解。
说明山苍子油不仅对白念珠菌有抗菌作用 ,对其他
致病菌种 ,特别是耐唑类药物的菌种如克柔念珠菌
也有着类似的抗菌作用。山苍子油可能通过破坏
克柔念珠菌的细胞壁 、细胞膜的结构发挥抗真菌作
用 。
2 曲霉菌
曲霉菌为条件致病菌 ,感染主要发生于血液恶
性肿瘤 、骨髓移植 、慢性肉芽肿病和艾滋病患者 ,是
机体深部真菌病的第 2种常见病原菌 ,仅次于念珠
菌 。深部曲霉菌感染最易累及肺部 ,肺曲霉病的主
要致病菌有烟曲霉菌 、土曲霉菌 、黄曲霉菌和黑曲
霉菌 ,其中烟曲霉菌最常见 。
2.1 黄曲霉
张文平 、傅颖媛等[ 6]采用微量液体稀释法测定
柠檬醛对黄曲霉菌的 MIC值为 2.590μg/ml;并运
用同位素掺入技术测定在柠檬醛作用下 ,黄曲霉菌
对(甲基-3H)胸腺嘧啶核苷(3H-TdR), L-3H尿嘧
啶核苷(3 H-UdR)和 L-(4, 5-3H)亮氨酸(3H-亮氨
酸)掺入的抑制率 ,结果发现柠檬醛能明显抑制三
种同位素前体的掺入(P<0.01)。说明柠檬醛在
体外有较高的抗黄曲霉菌活性 。推测可能是通过
抑制黄曲霉菌的 DNA、RNA、蛋白质的合成而发挥
杀菌效应。
罗曼等 [ 7]通过测定黄曲霉对糖和蛋白质等营
养物质的吸收利用率 、 [ Na+-K+ ] ATPase活性 、细
胞膜通透性并结合扫描电镜 、快速显微多道分光光
度法 ,研究了柠檬醛致黄曲霉质膜损伤的机理 ,认
为该醛可破坏黄曲霉细胞质膜选择通透性 ,降低质
膜电导率 、[ Na+-K+ ] ATPase活性和对营养物质
的吸收利用率 ,揭示了该醛通过损伤细胞质膜而抑
制黄曲霉的分子机理 。另外 ,罗曼等[ 8, 9]采用多道
分光光度分析系统与单细胞凝胶电泳图像分析相
结合 ,阐明了柠檬醛致黄曲霉孢子丧失萌发力的机
制 ,认为柠檬醛首先通过改变膜的通透性损伤质
膜 ,进入细胞后 ,与 DNA相互作用 ,使 DNA产生不
可逆损伤 ,且与柠檬醛浓度存在明显的剂量关系
(在 <4mg/L情况下),从而失去对代谢的调节控
制以及自我复制的正常进行。此外 ,罗曼等 [ 10]还
应用生物化学方法并结合扫描电镜 ,观察了柠檬醛
作用黄曲霉后线粒体形态的变化 ,并研究了柠檬醛
对黄曲霉细胞线粒体氧化还原酶以及对线粒体呼
吸速率的影响 ,结果显示 ,柠檬醛处理组线粒体发
生不规则增加 ,形态不规则 ,结构无序 ,表面粗糙;
同时线粒体氧化还原酶如琥珀酸脱氢酶活性 、苹果
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酸脱氢酶的活性(以 NADP+或 NAD+为辅酶时)以
及线粒体呼吸速率均较对照组明显降低 ,认为柠檬
醛一方面减少能量合成和利用 ,同时还通过降低
NADPH合成量而减少还原力 ,不可逆地抑制核酸 、
蛋白质 、脂类及糖的合成而导致细胞死亡 。
谢小梅 、龙凯等 [ 11]首次报道了用激光扫描共
聚焦显微镜对柠檬醛作用后黄曲霉的 DNA、RNA
进行定量和定位观察研究 ,结果表明 ,与阴性对照
组相比 ,柠檬醛作用黄曲霉后 ,分生孢子出现多核
现象 ,且 DNA、RNA水平减少 ,细胞核模糊不清。
结论:分生孢子出现多核现象 ,可能是由于药物影
响了黄曲霉分生孢子梗在分化过程中核迁移 、胞质
分裂和横隔形成的协调进行 ,从而影响黄曲霉的繁
殖 。柠檬醛作用黄曲霉后 ,其 DNA水平明显降低 ,
细胞核模糊不清 ,说明药物直接作用的靶位即便不
是 DNA,也间接干扰了 DNA正常合成或导致细胞
周期停滞在 G1期(DNA合成前期)。
2.2 烟曲霉
张文平等采用微量液体稀释法测定柠檬醛对
烟曲霉菌的 MIC值为 0.648μg/ml;并运用同位素
掺入技术测定在柠檬醛作用下 ,烟曲霉菌对3 H-
TdR, 3H-UdR和 3H-亮氨酸掺入的抑制率 ,结果柠
檬醛能明显抑制三种同位素前体的掺入(P<0.
01),说明柠檬醛在体外有较高的抗烟曲霉菌活性。
推测其抗真菌的作用机理可能是通过抑制烟曲霉
菌的 DNA、RNA、蛋白质的合成而实现杀菌效应 。
谢小梅等[ 12]应用同位素标记法结合扫描电镜
研究了山苍子油的抗曲霉菌的作用机制。扫描电
镜观察发现 ,用药前烟曲霉菌菌丝柔软 ,饱满;分生
孢子梗壁光滑;分生孢子形态大小均一 ,表面有颗
粒状突起或细刺。用药后菌丝扭曲 ,折断;分生孢
子梗萎缩;分生孢子形态不一 ,皱缩 ,表面变平坦。
经药物作用后的烟曲霉菌形态发生一系列变化 ,说
明药物可能破坏细胞壁 、细胞膜结构 ,并抑制分生
孢子的形成 。一旦胞壁 、胞膜被破坏 ,真菌细胞就
不能维持细胞固有形态 ,胞内外物质交换受阻 ,结
合于胞膜上的各种酶不能正常发挥作用 ,导致菌细
胞对营养物质吸收降低 、生物大分子合成受阻。结
合同位素标记掺入实验结果也证实了这一点。
TdR、UdR和亮氨酸分别作为 DNA、RNA、蛋白质生
物合成的前体物质 ,以其同位素标记物进行同位素
掺入实验 ,可充分反映真菌生物大分子的合成代谢
情况。另外 ,谢小梅等 [ 12]应用激光扫描共聚焦显
微镜对柠檬醛作用后烟曲霉的 DNA、RNA进行定
量和定位观察 ,结果显示 ,柠檬醛处理烟曲霉后 ,
DNA水平增加 ,可能是由于药物直接干扰了 DNA
的正常合成 ,使细胞周期在 G2期(DNA合成后期)
到 M期(分裂期)重复复制;RNA水平减少 ,可能
是由于药物抑制 RNA合成或加速 RNA降解 , RNA
代谢的异常 ,最终导致蛋白质代谢异常 ,而起到杀
菌作用 。
3 皮肤癣菌
江涛等 [ 13]通过电镜进行细胞超微结构观察 ,
从细胞 、亚细胞水平观察抗真菌机制 ,发现经柠檬
醛作用后红色毛癣菌细胞发生明显改变 , 4h后细
胞膜 、细胞壁完整且厚度无明显改变 ,但细胞壁内
层电子密度增高 ,胞浆中空泡明显增多 ,主要在核
旁出现斑片状电子薄区;24h后细胞膜皱缩 ,胞浆
中大部分被电子薄区占据 ,细胞器消失;120h后几
乎全部真菌细胞胞浆完全被电子薄区占据 ,细胞器
及核消失。经柠檬醛作用后 ,真菌细胞用乳酸酚棉
蓝染色 ,从正常真菌细胞的浅蓝色变为深蓝色 ,提
示细胞膜被破坏 ,染料进入真菌细胞 。
荣在丽等[ 14]采用微量液体稀释法测定了山苍
子油对 4种皮肤癣菌(絮状表皮癣菌 、红色毛癣菌 、
须癣毛癣菌 、犬小孢子菌)的 MIC值均为 312.
50μg/ml。并参照 MIC值将山苍子油制成 3%霜
剂 ,临床应用于足癣的治疗 ,总有效率高达 96%,
尤其对水疱型 、浸渍糜烂型足癣疗效显著。说明山
苍子油应用于临床有很好的发展前景。
4 新生隐球菌
张文平 、刘志春等 [ 12]采用微量液体稀释法测
定了柠檬醛抗新生隐球菌的活性 ,其抗真菌 MIC
值范围为 0.162 ~ 1.295μg/ml。柠檬醛为醛类物
质 ,其抗真菌机理可能与亲水的醛基易被真菌表面
的亲水基吸附而穿入胞壁 ,破坏细胞壁多糖结构有
关 。此外 ,醛基还可与菌体蛋白质功能基团如 -
SH, -NH2 , -CH及 -COOH等发生化学作用 ,使
其失活 。
5 申克孢子丝菌
本课题组首先通过纸片扩散法 ,直观测定山苍
子油具有体外抗申克孢子丝菌活性 ,然后进一步参
照 NCCLS方案 ,对其抗孢子丝菌活性进行定量检
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测 ,测得其 MIC值范围为 156.25 ~ 1250μg/ml。并
通过电镜进行超微结构观察 ,从细胞 、亚细胞水平
观察抗真菌机制 ,发现经山苍子油作用 24h后菌细
胞有明显改变 ,扫描电镜示菌丝表面粗糙 、皱缩 、断
裂 ,孢子壁疏松 、碎裂;透射电镜示细胞膜 、细胞壁
结构模糊且厚度增加 ,胞浆中空泡增多 ,主要在核
旁出现斑片状电子薄区 ,细胞器肿胀 、结构模糊;细
胞核皱缩 、溶解。以上变化说明山苍子油对申克孢
子丝菌的细胞壁 、细胞膜及细胞核均有一定的破坏
作用。
6 展 望
抗真菌中药经临床验证具有疗效确切 、副反应
小 、较少出现耐药及价格低廉等优势 ,而目前抗真
菌西药尤其是唑类药物耐药菌株的出现日益增多 ,
给研究开发抗真菌中药带来较好的前景。今后研
究的重点将是进一步筛选抗真菌中药 ,确定与提取
中药的有效成分 ,深入研究抗真菌作用机理 ,加强
抗深部真菌中药的研究。抗真菌中药复方研究 ,利
用动物真菌性疾病模型进行体内研究 ,开展中药对
抗真菌药物减毒增效作用研究以及中药抗真菌机
理分子水平和基因水平的研究将成为 21世纪抗真
菌药物研究与开发的新方向。
同时 ,现代医学研究认为 ,真菌感染性疾病与
机体免疫功能下降有关 ,特别与机体细胞免疫功能
下降关系密切。治疗真菌病 ,在应用抗真菌药的同
时 ,逆转机体的免疫功能状态非常重要 。因此 ,开
发出既能较好抑制真菌 ,又能提高机体免疫功能的
中药制剂 ,也将是今后抗真菌中药研究的一个重要
方向。
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