一项新的研究发现，在许多植物中发现的一种天然化合物可以抑制耐药念珠菌的生长，包括其毒性最强的物种耳念珠菌，这是一种新兴的全球健康威胁。《ACS传染病》杂志发表了埃默里大学科学家领导的这一发现。

实验室培养皿实验表明，这种天然化合物(一种称为PGG的水溶性单宁)可阻止四种不同念珠菌属真菌90%的生长。研究人员还发现了PGG如何抑制生长：它会捕获铁分子，从根本上使真菌缺乏必需的营养物质。

与现有的抗真菌药物不同，PGG机制通过让真菌挨饿而不是攻击它，不会促进进一步耐药性的发展。实验室培养皿实验还表明PGG对人体细胞的毒性极小。

“耐药真菌感染是一个日益严重的医疗保健问题，但药物开发渠道中几乎没有新的抗真菌药物，”该研究的资深作者、埃默里医学院皮肤科和皮肤科中心的助理教授CassandraQuave说。人类健康研究。“我们的研究结果开辟了一种新的潜在方法来处理这些感染，包括由致命的耳念珠菌引起的感染。”

耳念珠菌通常具有多种耐药性并且死亡率很高，导致美国疾病控制与预防中心(CDC)将其列为严重的全球健康威胁。

“这是一个非常糟糕的错误，”该研究的第一作者、埃默里大学分子系统和药理学项目的研究生刘易斯·马尔克斯说。“感染耳念珠菌的人中有30%到60%最终会死亡。”

念珠菌是一种常见于健康人的皮肤和消化道中的酵母菌。有些物种，例如白色念珠菌，偶尔会生长失控并引起人类轻度感染。

在更严重的情况下，念珠菌可以侵入身体深处，导致血液或肾脏、心脏或大脑等器官感染。免疫功能低下的人，包括许多医院病人，最容易遭受侵袭性念珠菌感染，这种感染正在迅速发展耐药性。

2007年，日本一名医院患者体内出现了一种新的念珠菌，即耳念珠菌(C.auris)。此后，耳念珠菌在全球十几个国家引发了与医疗保健相关的疫情，仅在美国就报告了3,000多例临床病例。

药物发现的“自然”方法

奎夫是一位民族植物学家，研究传统人们如何利用植物入药，以寻找有前景的现代药物新候选者。她的实验室负责管理Quave天然产品库，其中包含从世界各地收集的750个物种中提取的2,500种植物和真菌天然产品。

“我们不会采取随机方法来识别潜在的新抗菌药物，”夸夫说。“专注于传统药物中使用的植物使我们能够快速研究生物活性分子。”

此前，Quave实验室发现巴西胡椒树的浆果含有一种富含黄酮的化合物，可以解除耐药葡萄球菌的武装。巴西胡椒树是亚马逊地区传统治疗师几个世纪以来用来治疗皮肤感染和其他一些疾病的植物。

Quave实验室的筛选还发现，巴西胡椒树的叶子含有PGG，这种化合物在之前的研究中已显示出抗菌、抗癌和抗病毒活性。

例如，Quave实验室2020年的一项研究发现，PGG抑制了耐碳青霉烯鲍曼不动杆菌的生长，鲍曼不动杆菌是一种感染人类的​​细菌，被CDC列为五种紧急威胁之一。

巴西胡椒树是佛罗里达州的一种入侵杂草，是毒藤科的成员。

“PGG在我们实验室对来自该植物家族成员的植物化合物的筛选中反复出现，”Quave说。“这些在非常潮湿的环境中茁壮成长的植物含有对抗一系列病原体的分子，这是有道理的。”

实验结果

Quave实验室决定测试PGG是否对念珠菌具有抗真菌活性。

实验室培养皿实验表明，PGG阻断了四种念珠菌属12种菌株约90%的生长：白色念珠菌、多重耐药念珠菌和其他两种多重耐药非白色念珠菌种。

PGG是一种以其铁结合特性而闻名的大分子。研究人员测试了这一特性在抗真菌活性中的作用。

“每个PGG分子最多可以结合五个铁分子，”Marquez解释道。“当我们在培养皿中添加更多的铁，超出PGG分子的隔离能力时，真菌再次正常生长。”

培养皿实验还表明，人类肾脏、肝脏和上皮细胞对PGG具有良好的耐受性。

“人体细胞中的铁通常不是游离铁，”马尔克斯说。“它通常与蛋白质结合或被隔离在酶内。”

潜在的局部治疗

此前对PGG的动物研究发现，该分子会快速代谢并从体内清除。研究人员正在研究其作为局部抗真菌药物的潜在功效，而不是内部疗法。

“如果念珠菌感染在植入导管或其他医疗器械的患者皮肤上爆发，外用抗真菌药物可能会阻止感染扩散并进入体内，”马尔克斯说。

下一步，研究人员将测试PGG作为小鼠皮肤真菌感染的局部治疗方法。

与此同时，Quave和Marquez已申请了使用PGG减轻真菌感染的临时专利。

“这些研究仍处于早期阶段，但我们感兴趣的另一个想法是PGG作为广谱微生物的潜在用途，”Quave说。“许多急性损伤(例如战场伤口)引起的感染往往是多种微生物引起的，因此PGG或许可以在这些情况下进行有效的局部治疗。”

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