孫博,陸潔
(承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院皮膚病與性病科,河北 承德 067000)
真菌是生物界中的一大類群,迄今發(fā)現(xiàn)能引起人或動(dòng)物致病的約400 多種。真菌性皮膚病發(fā)病率呈逐年升高趨勢(shì),其致病機(jī)制至今仍是研究的熱點(diǎn)問題。
在2011 年一項(xiàng)關(guān)于甲真菌病分離菌株細(xì)胞外水解酶活性的測(cè)定發(fā)現(xiàn),酯酶、酯脂肪酶、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶、α-甘露糖苷酶、萘酚-AS-BI-磷酸水解酶在特定環(huán)境中,其活性與菌株的種類有關(guān),并對(duì)甲真菌病的臨床表現(xiàn)可能有一定影響[1]。Brasch J 等[2]的研究中脂酶可催化水解一、二和三?;视偷孽ユI,證實(shí)皮膚癬菌在含脂質(zhì)和僅含角蛋白的培養(yǎng)基中都能產(chǎn)生脂酶。Akao T 等[3]的研究中,α-甘露糖苷酶參與甘露聚糖蛋白的水解,甘露聚糖是真菌細(xì)胞壁含量最高的一種糖,在11 例皮膚癬菌急性感染病例中(病程<6周)此酶均有表達(dá)。aladron V 等[4]發(fā)現(xiàn)N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶對(duì)幾丁質(zhì)有非特異性水解作用,幾丁質(zhì)是真菌相對(duì)特異的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu),在菌絲生長過程中,幾丁質(zhì)合成酶與幾丁質(zhì)水解酶的分泌保持平衡。由此看出水解酶可能參與身體不同組織的真菌感染過程。
念珠菌屬(Candida)屬于類酵母菌,又稱假絲酵母菌,是人體胃腸道、泌尿生殖道及皮膚上的正常菌群,屬機(jī)會(huì)致病菌,可引起皮膚真菌病,也可引起深部真菌病,如念珠菌肉芽腫等[5],是院內(nèi)真菌感染最常見的病原菌?,F(xiàn)如今在全球范圍內(nèi)最重要的條件致病真菌是念珠菌屬[6]。近年來,由于廣譜抗生素和免疫抑制劑廣泛使用,免疫功能受損患者增多,念珠菌病的發(fā)病率不斷升高,可導(dǎo)致危及生命的系統(tǒng)性感染[7]。念珠菌病中以白念珠菌引起的組織感染最為常見。根據(jù)美國國家健康統(tǒng)計(jì)中心的數(shù)據(jù)顯示,白念珠菌仍是引起侵襲性念珠菌病最主要的病原體[8]。在Ramos 等[9]的研究中,從皮膚病變中分離出的不同種類念珠菌均能產(chǎn)生蛋白酶、磷脂酶、脂酶等,同時(shí)都是與真菌感染過程直接相關(guān)。也有研究發(fā)現(xiàn),白念珠菌黏附到宿主細(xì)胞表面,并生長出菌絲,白念珠菌菌絲便會(huì)分泌水解酶,以促進(jìn)白念珠菌通過內(nèi)吞作用及積極滲透完成主動(dòng)滲透[10]。水解酶是白念珠菌治病過程中重要的參與者。
關(guān)于蛋白酶:在Pichova 等[11-12]的研究中證明,蛋白酶是念珠菌致病過程中產(chǎn)生最有意義水解酶之一,蛋白酶可破壞宿主黏膜,并降解一些重要的免疫防御蛋白質(zhì)。這種酶的作用可保證真菌在宿主組織中的存活并促進(jìn)其侵襲能力。蛋白酶是指具有分解肽鍵功能,可將蛋白質(zhì)分解為肽鏈或氨基酸的一類酶。蛋白酶按作用模式和活性部位可分為8 類:天冬氨酸蛋白酶、天冬酰胺蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶、谷氨酸蛋白酶、金屬蛋白酶、絲氨酸蛋白酶、蘇氨酸蛋白酶及其他未知蛋白酶[13]。天冬氨酸蛋白酶(Sap)在念珠菌中研究得最清楚[14]。天冬氨酸蛋白酶家族可能影響念珠菌黏附、定植、營養(yǎng)和播散,外分泌的蛋白酶還可通過激活和刺激白細(xì)胞介素及其他細(xì)胞因子表達(dá)而介導(dǎo)宿主的炎癥免疫應(yīng)答[15],在白念珠菌免疫逃避中起重要作用。
關(guān)于磷脂酶:白念珠菌分泌的磷脂酶首先由Costa 等人在20 世紀(jì)60 年代后期發(fā)現(xiàn)[16]。在對(duì)于白念珠菌的磷脂酶相關(guān)研究中,發(fā)現(xiàn)該酶可幫助粘附上皮細(xì)胞,滲透宿主細(xì)胞,侵入重建人類口腔上皮,控制細(xì)胞信號(hào)的傳導(dǎo)等[17-18]。根據(jù)磷脂酶作用于磷脂中脂鍵的差異,將其分為A,B, C,D 四類胞外磷脂酶分別作用于甘油磷脂分子中不同的酯鍵,使甘油磷脂水解形成溶血磷脂,引起細(xì)胞損傷。A 是一種膜蛋白,可以促進(jìn)炎癥反應(yīng)。國內(nèi)外對(duì)磷脂酶B 的研究較多,其是一種分泌型糖蛋白,在白念珠菌中已經(jīng)分離得到磷脂酶B1、B2 和B5 三種亞型。磷脂酶B 的活性和白念珠菌的致病性密切相關(guān)。磷脂酶C 和磷脂酶D 不僅參與表型轉(zhuǎn)換以及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),而且可促進(jìn)白念珠菌與宿主細(xì)胞的黏附。同時(shí),念珠菌分泌的磷脂酶在白念珠菌血源性感染中也是一個(gè)重要毒力因子,通過對(duì)宿主細(xì)胞的直接損傷和水解可能是其致病的主要機(jī)制[19]。因此,磷脂酶在真菌細(xì)胞內(nèi)合成,分泌至細(xì)胞外發(fā)揮作用,許多分泌型磷脂酶具有糖基化基團(tuán),以促進(jìn)細(xì)胞膜或細(xì)胞壁結(jié)合繼而促進(jìn)白念珠菌在體內(nèi)的入侵、存活和致病,還可逃避宿主免疫防御機(jī)制[20]。
關(guān)于脂肪酶:在對(duì)白念珠菌的研究發(fā)現(xiàn)脂肪酶作用包括消化脂類物質(zhì)為真菌生長獲取營養(yǎng),粘附宿主細(xì)胞組織,與其他酶協(xié)同作用,對(duì)宿主免疫炎癥反應(yīng)的啟動(dòng)加以阻斷并通過溶解競(jìng)爭(zhēng)菌群達(dá)到自我防御目的,甚至能影響宿主巨噬細(xì)胞的吞噬作用[21]。白念珠菌分泌的脂肪酶通過水解宿主細(xì)胞的脂質(zhì)而發(fā)揮其毒性作用,脂肪酶也可能通過產(chǎn)生活性氧使宿主的巨噬細(xì)胞和肝細(xì)胞受損,對(duì)宿主的巨噬細(xì)胞和肝細(xì)胞發(fā)揮毒性作用[22]。
白色念珠菌脂肪酶是細(xì)胞外水解酶,且白念珠菌至少擁有10 個(gè)脂肪酶編碼基因,它們的表達(dá)很大程度上受感染階段的影響。WernerH[23]首先描述了念珠菌致病菌株中的脂肪酶活性。1997 年,F(xiàn)uY 等[24]分離出白色念珠菌中第一個(gè)克隆的脂肪酶基因,名為Lip1。2000 年,Hube 等[25]報(bào)道了該脂肪酶基因家族9 個(gè)新成員的存在(Lip2~Lip10)。另有研究發(fā)現(xiàn),脂肪酶在體內(nèi)外高度靈活性的表達(dá)可能有助于白念珠菌對(duì)宿主組織造成持續(xù)性損害[26]。Maria 等[27]利用白色念珠菌釋放的細(xì)胞外脂肪酶直接與單核細(xì)胞作用,發(fā)現(xiàn)脂肪酶對(duì)正常單核細(xì)胞的作用取決于孵育時(shí)間和劑量。高劑量的脂肪酶能夠誘導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)的LDH(乳酸脫氫酶)釋放和核形態(tài)的嚴(yán)重變化,從而支持真菌脂肪酶直接與這種哺乳動(dòng)物細(xì)胞相互作用并產(chǎn)生損害。Paraje 等[28-29]使用來自白色念珠菌的純化脂肪酶,提供了有關(guān)該脂肪酶對(duì)免疫系統(tǒng)細(xì)胞和宿主實(shí)質(zhì)細(xì)胞直接作用的重要證據(jù),并報(bào)道了這種脂肪酶具有誘導(dǎo)高濃度有氧化合物產(chǎn)生和細(xì)胞凋亡的能力。Castillo 等[30]評(píng)估了分離自口腔損傷患者的念珠菌病原菌中脂肪酶的活性,結(jié)果為所有病變的臨床分離株均具有脂肪酶活性。脂肪酶在白念珠菌的侵襲、表達(dá)中發(fā)揮較大作用。由此得出,脂肪酶在白念珠菌的侵襲、表達(dá)中發(fā)揮較大作用。
關(guān)于溶血因子:Favero 等[31]研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)白念珠菌能產(chǎn)生輕微的溶血活性。也有研究表明白念珠菌可分泌溶血酶分解血紅蛋白獲取鐵的能力,對(duì)宿主而言,此溶血因子是毒性因子[32]。溶血性可使念珠菌破壞宿主的紅細(xì)胞后獲取鐵元素,這種能力可為念珠菌提供營養(yǎng)物質(zhì)。念珠菌的溶血特性也是由一系列基因編碼,但是其產(chǎn)生和誘發(fā)的機(jī)制目前尚待研究。
本文綜述了在真菌感染致病過程中,不同種類的水解酶可能是重要的毒力因子,對(duì)機(jī)體產(chǎn)生影響。尋找有效的方法減弱或消除這種影響,可能對(duì)機(jī)體免疫的恢復(fù)和對(duì)疾病治療提供新方法。然而,仍有些毒力因子的致病機(jī)制尚未完全明了,還需經(jīng)進(jìn)一步證實(shí)。隨著研究的不斷深入,將會(huì)對(duì)真菌致病機(jī)制更加明確,為臨床的治療提供新的方案。