劉 偉,曹永兵,姜遠英*

(1.福建中醫(yī)藥大學藥學院中藥學教研室,福州 350000;2.第二軍醫(yī)大學藥學院藥理學教研室,上海 200433)

真菌大多屬條件性致病菌,其感染率和死亡率呈逐年上升趨勢。艾滋病病人、侵襲性治療手段的應用及廣譜抗生素、免疫抑制劑等長期不合理使用,導致機體菌群失凋,免疫力下降,增加了真菌感染的發(fā)生率。但目前臨床應用的抗真菌藥物種類有限,且伴有嚴重的不良反應和日趨嚴峻的耐藥性,這已成為臨床上治療真菌感染的一大難題。天然植物作為藥物的一個重要來源,具有來源廣泛、不良反應發(fā)生率低、多種藥理學效應等特點,被廣泛地應用于各種疾病的治療。作者對近年來國內外學者關于天然植物成分抗真菌方面的研究成果進行了總結,以期為未來抗真菌新藥的研發(fā)提供參考。

1 具有抗真菌作用的天然植物提取物

自古以來,許多天然植物在民間常被人們搗碎或煎煮后用于治療各種皮膚癬病和深部真菌感染。傳統常用中藥知母具有鎮(zhèn)靜、解熱、抗炎、抗血小板聚集、降血糖、抗腫瘤、降低轉氨酶等作用。巨艷紅等[1]將知母乙醇提取物乳膏(含10%知母提取物)涂抹于豚鼠局部須癬毛癬菌感染部位,用藥2周后,病變部位皮膚接近正常,并出現了新生鼠毛。對照組(涂抹乳膏基質)只有1只自愈,其余9只皮膚病變部位穩(wěn)定或蔓延。

地錦草是維吾爾醫(yī)常用藥材,臨床主要用于治療手癬、體癬等。安惠霞等[2]選取地錦草乙醇提取液的石油醚、氯仿、正丁醇和水4種萃取部位,分別對紅色毛癬菌、石膏樣毛癬菌、疣狀毛癬菌、許蘭毛癬菌、犬小孢子菌進行體外藥敏試驗。結果發(fā)現地錦草的石油醚和氯仿萃取部位在藥敏試驗中的溶解度甚小,影響結果的科學觀察,而正丁醇和水提取物對皮膚癬菌有明顯的抑制作用,最低抑菌濃度(MIC)為 338 ～ 1024 μ g/ml,而且正丁醇提取物對紅色毛癬菌、石膏樣毛癬菌和犬小孢子菌的抑菌效果優(yōu)于水提取物。

魚腥草對多種致病性球菌和桿菌有明顯的抑制及殺菌作用,在臨床上被廣泛應用于各種感染性疾病的治療。袁帶秀等[3]將魚腥草的乙醚提取物用于體外抗真菌實驗,表現出較好的抗真菌活性,對紅色毛癬菌和絮狀表皮癬菌的MIC值為10 mg/ml,對石膏樣毛癬菌和石膏樣小孢子菌的MIC值為5 mg/ml,但作用強度均弱于對照藥兩性霉素B。

2 具有抗真菌作用的天然植物活性成分

迄今為止,報道有600多種天然植物具有抗真菌活性,但對其活性成分卻知之甚少。近年來,隨著科學技術的發(fā)展和研究的深入,具有抗真菌作用的天然植物活性成分的研究取得一定進展,主要活性成分可分為黃酮類、生物堿類、脂肪酸類、皂苷類和揮發(fā)油類化合物等。

2.1 黃酮類化合物 黃酮類化合物是以黃酮為母核衍生得到的一類黃色色素,是許多天然植物的主要活性成分之一,具有廣泛的藥理作用。異黃酮光甘草定(glabridin)是光甘草(Glycyrrhiza glabra)根的主要活性成分。Fatima等[4]研究發(fā)現,光甘草定可以有效對抗酵母菌和絲狀真菌,并且對耐兩性霉素B的白念珠菌有抑制作用,MIC值為31.25～250 μ g/ml,并且對真菌的抑制作用優(yōu)于光甘草根的乙醇和乙酸乙酯提取物。

珍珠蓮[Ficus sarmentosa var.henryi(king)Corner]中有4種黃酮類化合物:圣草素(eriodictyol)、高圣草素(homoeriodictyol)、二氫槲皮素(dihydroquercetin)和木犀草素(luteolin)。研究發(fā)現它們均具有抗真菌活性,其中木犀草素抑制禾谷鐮刀菌(F.graminearum)和玉米斑枯病菌(S.zeicola)的活性最佳,半數抑菌濃度(IC50)分別為56.38和81.48 μ g/ml[5]。雙黃酮(biflavonoids)是黃酮以C-C或C-O-C鍵結合的二聚體,該類化合物主要集中在銀杏、卷柏屬和藤黃屬植物中。異柳杉素(isocryptomerin)是從卷柏屬植物卷柏(Selaginella tamariscina)中分離得到的一種雙黃酮化合物。早期研究報道,異柳杉素具有抑制淋巴細胞增殖和腫瘤細胞毒活性。Lee等[6]進一步研究發(fā)現,異柳杉素還具有明顯的抗白念珠菌和白色毛孢子菌(Trichosporon beigelii)的作用,MIC值均為18.11 μ mol/L(陽性對照藥兩性霉素B的MIC值為10.82 μ mol/L),且無溶血現象 ,其抗真菌機制可能與它使真菌細胞膜去極化或形成空隙導致膜破裂有關。

2.2 生物堿類化合物 中草藥白屈菜(Chelidonium majus Linn)常用于治療各種感染性疾病,異喹啉類生物堿是其主要的活性成分。Meng等[7]從中篩選分離了6個生物堿化合物:8-羥基-二氫血根堿(8-hydroxydihydrosanguinarine)、8-羥基-二氫白屈菜季銨堿(8-hydroxydihydrochelerythrine)、二氫血根堿(dihydrosanguinarine)、二氫白屈菜季銨堿(dihydrochelerythrine)、血根堿(sanguinarine)和白屈菜季銨堿(chelerythrine),藥敏試驗結果這6種化合物均顯示了抗真菌活性。其中8-羥基-二氫血根堿和8-羥基-二氫白屈菜季銨堿抗真菌活性較強,對13株白念珠菌的MIC值范圍分別為4～32 μ g/ml和 2～ 32 μ g/ml,對近平滑念珠菌 、熱帶念珠菌、克魯氏念珠菌、光滑念珠菌和新型細球念珠菌的MIC值分別為 15～ 80 μ g/ml和 75～ 100 μ g/ml。

2.3 脂肪酸類化合物 早已發(fā)現脂肪酸具有抗真菌和抗微生物活性,尤其是具有雙鍵或三鍵的不飽和脂肪酸,其抗真菌活性更加明顯[8]?，F已上市的不飽和脂肪酸抗真菌藥物主要是十一烯酸,其雙鍵位于C10位。也有研究者從奶酪中發(fā)現了具有抗白念珠菌和煙曲霉菌活性的脂肪酸,氣相-質譜分析發(fā)現其最有效的抗真菌活性成分為十八碳-9,12,15-三烯酸,它對白念珠菌和煙曲霉菌的MIC值分別為5.4和 1.3 μ g/ml[9]。Li等[10]研究發(fā)現,茜草科植物Sommera sabiceoides的甲醇提取物對白念珠菌的IC50為20 μ g/ml,并進一步從中分離得到了 5個具有抗真菌活性的炔酸化合物,其中十九碳-6炔酸對白念珠菌和煙曲霉菌的抑制活性與氟康唑或兩性霉素B相當或更優(yōu)。Sommera sabiceoides甲醇提取物的抗真菌活性與脂肪酸鏈的長度和炔鍵的位置密切相關。

2.4 皂苷類化合物 非洲百子蓮(Agapanthus af ricanus)根部的乙醇提取物具有抗真菌活性。Singh等[11]通過進一步研究發(fā)現,皂苷成分25(R)-螺甾-7-烯-2α,3β,5α-三醇-3-氧-[α-L-吡喃鼠李糖基(1→2)-[β-D-吡喃半乳糖基(1→3)]-β-D-吡喃葡萄糖苷對白念珠菌和新生隱球菌的MIC值均為31.2 μ g/ml,對須瘡癬菌和孢子絲菌的MIC值為15.6 μ g/ml,其抗真菌效果優(yōu)于其他提取物。將含2%和4%該化合物的乳膏涂抹于豚鼠的須瘡癬菌感染部位,與克霉唑(治愈率100%)相比,治愈率分別為50%和66%(n=6)。百合科植物重樓(Paris poly phy lla Smith)中有3種皂苷類化合物:(25R)-螺甾-5-烯-3β,17α-二醇(彭羅皂苷)-3-氧-{氧-α-L-吡喃鼠李糖基-(1→2)氧-[α-L-阿糖呋喃糖基-(1→4)]-β-D-吡喃葡萄糖苷}、(25R)-螺甾-5-烯-3β,17α-二醇-3-氧-{氧-α-L-吡喃鼠李糖基-(1→2)-氧-[氧-β-吡喃木糖基-(1→5)-α-L-阿糖呋喃糖基-(1→4)]-β-D-吡喃葡萄糖苷}(新化合物)和(25R)-螺甾-5-烯-3β,17α-二醇-3-氧-{氧-α-L-吡喃鼠李糖基-(1→2)-氧-[氧-α-L-吡喃鼠李糖基-(1→4)-α-L-吡喃鼠李糖基-(1→4)]-β-D-吡喃葡萄糖苷}?？拐婢幟粼囼烇@示3種化合物均有抗白念珠菌活性,MIC值分別為 25、50、100 μ g/ml[12],陽性對照藥制霉菌素的MIC 值為 5 μ g/ml。

2.5 揮發(fā)油類化合物 圣羅勒(Ocimum sanctum)中的揮發(fā)油具有抗真菌作用,對念珠菌的MIC值為0.015%～0.045%(V/V)。揮發(fā)油中兩種主要活性成分:甲基-對烯丙基苯酚和芳樟醇對念珠菌的MIC值分別為0.016%～0.025%(V/V)和0.025%～0.031%(V/V)[13],它們通過破壞麥角甾醇的生物合成和真菌細胞膜的完整性而發(fā)揮抗真菌作用。

唇形科植物歐薄荷[Mentha Longi folia(L.)Hudson(Lamiaceae)]中的揮發(fā)油成分具有抗真菌和抗氧化作用,對曲霉菌的 MIC值為 2.5～10 μ l/ml,最 低 殺 真 菌 濃 度 (minimum fungicidal concentration,MFC)值為 10 μ l/ml;對白念 珠菌的MIC 值為 2.5 μ l/ml,MFC 值為 5 μ l/ml。 氣相-質譜聯用分析其主要成分為反式-二氫黃蒿萜酮(23.64%)、薄荷烯酮(17.33%)和順式-二氫黃蒿萜酮(15.68%)[14]。

2.6 其他化合物 石榴是一種富含聚苯化合物的果實,許多研究報道聚苯化合物具有抗氧化、抗腫瘤和抗微生物活性。Endo等[15]從石榴中分離得到一個聚苯化合物——石榴鞣質(punicalagin),藥敏試驗結果顯示其對白念珠菌和近平滑念珠菌的MIC值分別為3.9和1.9 μ g/ml,較石榴粗提物或石榴的水、乙酸乙酯和丁醇提取物抗真菌效果更優(yōu)或相當。暴馬丁香(Syringa reticulata var.mandshurica)是中國北方民間用于抗炎、抗病毒的一種植物。在篩選分析其葉子氯仿提取物成分過程中,Xu等[16]發(fā)現了兩種新的苯乙二醇衍生物:(S)-(+)-2-(3,4-二羥苯基)-2-乙氧基-乙醇和 (S)-(+)-2-(3,4-二羥苯基)-2-乙酰氧基-乙醇,瓊脂擴散實驗顯示這兩種化合物具有明顯的抑制辣椒疫霉(phytophthora capsici)生長和抑制菌絲生成的作用。

飛龍掌血[Toddalia asiatica(L.)Lam.]是一種印度民間草藥,主要用于治療流感、消化不良、肺病和風濕病等。Duraipandiyan等[17]研究發(fā)現,其乙酸乙酯提取物具有較好的抗真菌作用,進一步分離得到一個二甲吡喃并喹啉酮成分:2,6-二氫-2,2-二甲基-5氫-吡喃-[3,2-C]-5-酮-9-氯喹啉。該化合物對多種細菌和真菌有抑制作用,對須瘡癬菌、紅色毛癬菌和表皮癬菌的 MIC值均為62.5 μ g/ml。

3 天然植物活性成分與抗真菌藥聯合抗真菌作用

抗真菌藥物種類有限,加上耐藥性的產生,為治療真菌感染增加了困難。抗真菌藥物的聯合應用為臨床治療真菌感染提供了一個可行的解決辦法。但現有抗真菌藥物能產生協同作用的極為有限[18],因此從天然植物中尋找能使抗真菌藥物恢復對耐藥真菌的作用、降低用藥劑量、減少不良反應的活性成分或先導化合物,已成為研究者關注的焦點。

3.1 萜類化合物 地衣能產生各種獨特的二級代謝物,以抵抗微生物和適應各種惡劣環(huán)境。黑川式兜衣(Lobaria kurokawae Yoshim)是一種在中國南方民間用于治療消化不良、腹脹等的地衣。Sun等[19]研究得到該植物的一個主要有效成分——五環(huán)三萜類化合物網脊衣酸B(retigeric acid B)。通過瓊脂平板擴散實驗發(fā)現,該成分單用時具有較好的抗白念珠菌活性,MIC值為 8～16 μ g/ml。而當網脊衣酸B與唑類藥物,如氟康唑、酮康唑和伊曲康唑聯用時,能明顯降低這3種藥物對耐藥白念珠菌和敏感白念珠菌的MIC值,且網脊衣酸B的MIC值亦相應降低,顯示較好的協同作用,部分抑制濃度指數(fractionary inhibited concentration index,FICI)值為0.25～0.75。

3.2 二聯芐類化合物 Guo等[20]研究發(fā)現,苔蘚植物地錢(Marchantia polymorpha L.)中的一個新穎的大環(huán)二聯芐化合物羽苔素E(plagiochin E)對氟康唑敏感白念珠菌的MIC值為16 μ g/ml。將該化合物與氟康唑合用時,能明顯逆轉白念珠菌對氟康唑的耐藥性,表現出較好的協同作用,FICI值為0.312 5～0.375。藥理學研究發(fā)現該作用的產生與羽苔素E抑制耐藥白念珠菌的藥物外排泵活性和藥物轉運蛋白基因CDR1的表達相關。

3.3 木脂素類化合物 和厚樸酚(honokiol)是來自植物厚樸(Magnolia of fcinalis)的一種新木脂素類化合物,常用作肌松劑。文獻報道和厚樸酚具有誘導細胞凋亡、抗炎、抗腫瘤、抗真菌等藥理活性。Jin等[21]將和厚樸酚與氟康唑合用,體外作用于24株耐藥白念珠菌,均顯示了協同作用,FICI值為0.25～0.5。將兩藥合用于治療深部真菌感染并對氟康唑耐藥的小鼠,和厚樸酚和氟康唑給藥劑量分別為5和1 mg?kg-1?d-1,將兩藥用20%脂肪乳劑混懸,腹腔注射,共給藥5 d。與單用氟康唑治療組相比,聯合用藥組小鼠的腎臟菌落數顯著降低(n=10,P＜0.05)。

3.4 其他化合物 本課題組前期研究發(fā)現,生物堿類化合物小檗堿(berberine)和黃酮類化合物黃芩素(baicalein)與氟康唑聯合,能明顯降低氟康唑對耐藥白念珠菌的MIC值,逆轉其耐藥性,兩藥合用產生顯著的協同抗真菌作用。小檗堿和黃芩素的FICI值范圍分別為0.017～0.127和0.037～0.098[22]。進一步研究發(fā)現,小檗堿可能主要通過顯著增加耐藥白念珠菌細胞內活性氧的產生,引起細胞毒性作用,阻滯細胞周期,影響麥角甾醇生物合成通路,從而與氟康唑協同產生抗耐藥白念珠菌作用。黃芩素協同氟康唑抗耐藥白念珠菌的機制可能與黃芩素抑制耐藥白念珠菌的藥物外排泵功能,減少藥物外排及抑制真菌生物被膜的形成相關[23]。同時研究還發(fā)現,含硫化合物大蒜素與兩性霉素B合用治療系統性白念珠菌感染小鼠時,能顯著減少小鼠的腎臟菌落數,其機制可能與它增強兩性霉素B對白念珠菌的氧化損傷相關[24]。Khodavandi等[25]又將大蒜素分別與唑類抗真菌藥氟康唑、酮康唑聯合用于各種念珠菌,發(fā)現僅針對30%和12.5%的菌(n=12)顯示了協同作用。協同抗菌作用在平滑念珠菌、白念珠菌和熱帶念珠菌中比較明顯。

4 結 語

長期以來,民間多用天然植物治療各種真菌病。研究發(fā)現,許多天然植物的各種提取物和單一活性成分也具有較理想的抗真菌作用。有些活性成分單用時抗真菌作用較弱或沒有抗真菌作用,但與現有的抗真菌藥物合用時,卻表現出明顯的抗真菌藥物增效或增敏效果。天然植物的抗真菌提取物成分復雜,需進一步的分離、分析其有效成分,以闡明作用機制。同時,天然植物活性成分存在結構復雜、穩(wěn)定性差或毒性大等缺點,需要憑借藥物化學的技術手段進行結構修飾或改造,從而得到療效理想、安全性佳、成藥性強的新型抗真菌藥物或抗真菌藥物的增效劑和增敏劑。

致謝:第二軍醫(yī)大學訓練部圖書館劉毅清老師參加了本文部分文獻的檢索查閱,表示感謝!

[1] 巨艷紅.甄 清,李 勇,等.知母提取物抗真菌作用實驗研究[J].特產研究,2009,31(3):23-27.Ju YanHong,Zhen Qing,Li Yong,et al.Studies on the antifungal effects of Anemarrhenaasphodeloides Beg.extract[J].Spec Wild Econ Anim Plant Res,2009,31(3):23-27.Chinese with abstract in English.

[2] 安惠霞,斯拉甫?艾白,古力娜?達吾提,等.地錦草不同萃取部位體外抗真菌作用研究[J].中國中醫(yī)藥信息雜志,2010,17(1):40-42.An HuiXia,Silafu?Aibai,Gulina?Dawuti,et al.Study on antifungal susceptibility of different ex tract parts of Euphorbia humi fusa[J].Chin J Inf Tradit Chin Med,2010,17(1):40-42.Chinese with abstract in English.

[3] 袁帶秀,袁志中,侯 娟.魚腥草乙醚粗提物體外抗真菌作用研究[J].中國病原生物學雜志,2008,3(11):872,875.Yuan DaiXiu,Yuan ZhiZhong,Hou Juan,et al.Antifungal activity of ether crude extracts of Herba houttuyniae[J].J Pathog Biol,2008,3(11):872,875.Chinese with abstract in English.

[4] Fatima A,Gupta V K,Luqman S,et al.Antifungal activity of Glycyrrhiza glabra ex tracts and its active constituent glabridin[J].Phytother Res,2009,23(8):1190-1193.

[5] Wang XueGui,Wei XiaoYi,Tian YongQing,et al.Antifungal flavonoids from Ficus sarmentosa var.henryi(King)Corner[J].Agric Sci China,2010,9(5):690-694.

[6] Lee J,Choi Y,Woo E-R,et al.Isocryptomerin,a novel membrane-active antifungal compound from Selaginella tamariscina[J].Biochem Biophy s Res Commun,2009,379(3):676-680.

[7] Meng FanYang,Zuo GuoYing,Hao XiaoYan,et al.Antifungal activity of the benzo[c]phenanthridine alkaloids from Chelidonium majus Linn against resistant clinical y east isolates[J].J Ethnopharmacol,2009,125(3):494-496.

[8] Gershon H,Shanks L.Antifungal properties of 2-alkynoic acids and their methyl esters[J].Can J Microbiol,1978,24(5):593-597.

[9] Clément M,Tremblay J,Lange M,et al.Purification and identification of bovine cheese whey fatty acids exhibiting in vitro antifungal activity[J].J Dairy Sci,2008,91(7):2535-2544.

[10] Li XingCong,Jacob M R,Khan S I,et al.Potent in vitro antifungal activities of naturally occurring acetylenic acids[J].Antimicrob Agents Chemother,2008,52(7):2442-2448.

[11] Sing h D N,Verma N,Raghuwanshi S,et al.Antifungal activity ofAgapanthus af ricanus ex tractives[J].Fitoterapia,2008,79(4):298-300.

[12] Deng DaWei,Lauren D R,Cooney J M,et al.Antifungal saponins from Paris polyphylla Smith[J].Planta Med,2008,74(11):1397-1402.

[13] Khan A,Ahmad A,Akhtar F,et al.Ocimum sanctum essential oil and its active principles exert their antifungal activity by disrupting erg osterol biosynthesis and membrane integrity[J].Res Microbiol,2010,161(10):816-823.

[14] D?amic A M,Sokovic M D,Ristic M S,et al.Antifungal and antioxidant activity ofMentha longifolial(L.)Hudson(Lamiaceae)essential oil[J].Botanica Serbica,2010,34(1):57-61.

[15] Endo E H,Cortez D A G,Ueda-Nakamura T,et al.Potent antifungal activity of extracts and pure compound isolated from pomegranate peels and synergism with fluconazole against Candida albicans[J].Res Microbiol,2010,161(7):534-540.

[16] Xu QiongMing,Liu YanLi,Li XiaoRan,et al.Two new phenylglycol derivatives isolated from Syringa reticulata var.mandshurica and their antifungal activities[J].Chem Pharm Bull,2009,57(8):863-866.

[17] Duraipandiyan V,Ignacimuthu S.Antibacterial and antifungal activity of Flindersine isolated from the traditional medicinal plant,Toddalia asiatica(L.)Lam.[J].J Ethnopharmacol,2009,123(3):494-498.

[18] Vazquez J A.Combination antifungal therapy:the new frontier[J].Fut Microbiol,2007,2(2):115-139.

[19] Sun LingMei,Sun ShuJuan,Cheng AiXia,et al.In vitro activities of retigeric acid Balone and in combination with azole antifungal agents againstCandida albicans[J].Antimicrob Agents Chemother,2009,53(4):1586-1591.

[20] Guo X L,Leng P,Yang Y,et al.Plagiochin E,a botanicderived phenolic compound,reverses fungal resistance to fluconazole relating to the efflux pump[J].J Appl Microbiol,2008,104(3):831-838.

[21] Jin J,Guo N,Zhang J,et al.The synergy of honokiol and fluconazole against clinical isolates of azole-resistant Candida albicans[J].Lett Appl Microbiol,2010,51(3):351-357.

[22] Quan Hua,Cao Ying Ying,Xu Zheng,et al.Potent in vitro synergism of fluconazole and berberine chloride against clinical isolates of Candida albicans resistant to fluconazole[J].Antimicrob Agents Chemother,2006,50(3):1096-1099.

[23] Huang Shan,Cao Ying Ying,Dai BaoDi,et al.In vitro synergism of fluconazole and baicalein against clinical isolates of Candida albicans resistant to fluconazole[J].Biol Pharm Bull,2008,31(12):2234-2236.

[24] An MaoM ao,Shen Hui,Cao YongBing,et al.Allicin enhances the oxidative damage effect of amphotericin B against Candidaalbicans[J].Int J Antimicrob Agents,2009,33(3):258-263.

[25] Khodavandi A,Alizadeh F,Aala F,et al.Inv itro investigation of antifungal activity of allicin alone and in combination with azoles against Candida species[J].Mycopathologia,2010,169(4):287-295.