褐扇小孔菌具有显著抑制白色念珠菌作用

近日，广东省科学院微生物研究所食用菌中心团队在自主构建的野生食药用菌科学大数据库中挖掘出一株对白色念珠菌具有显著抑制作用的食药用菌—褐扇小孔菌（Microporus vernicipes）。据悉，此前该菌除只作为木材白腐菌被描述，本研究首次揭示了褐扇小孔菌次生代谢产物具有药理活性。相关研究成果与牡丹江师范学院联合以题为“Study on the inhibitory effect of fermentation extract of Microporus vernicipes on Candida albicans”（褐扇小孔菌提取物对白色念珠菌抑制作用的研究）在International Microbiology发表。

念珠菌病是美国和世界范围内第四大最常见的医院感染。白色念珠菌（Candida albicans）感染是最常见的念珠菌感染，可引起念珠菌血症，针对发展中国家的6年研究显示，白念珠菌血症占总念珠菌血症的48.1%。我国念珠菌血症在医疗相关血流感染的常见原因中排名第四，在重症监护室重症感染的病因中排名第一。

系统性白色念珠菌感染往往出现在免疫缺陷或接受免疫抑制治疗、菌群紊乱以及有医疗器械植入的患者当中，在临床中具有高发病率和高死亡率，其中癌症患者中可以高达40%-70%。临床常见的白色念珠菌引起的疾病有粘膜念珠菌病（口腔炎、女性阴道炎）、内脏念珠菌病（心内膜炎、脑膜炎、念珠菌菌血症）。

白色念珠菌（Candida albicans），菌体呈圆形或卵圆形性，革兰氏阳性菌，以出芽方式进行繁殖。常以酵母（yeast）、假菌丝（pseudohyphae）和菌丝（hyphae）3种形态并存。其菌丝形态下的白色念珠菌感染及致病能力更强。致病力主要包括黏附、分泌水解酶、菌丝形成、分泌念珠菌素、生物膜形成、群体感应系统。其中生物膜形成产生的耐药性是目前面临的主要问题。

目前临床使用的抗真菌药物虽然能够有效治疗白色念珠菌感染，但其毒副作用可能对人体造成不可逆的伤害。此外，抑制白色念珠菌的药物库资源也有限，导致菌株对药物的敏感性逐渐降低产生耐药性。为解决这一系列问题，亟需开发新型有效抗菌药物。

食药用菌富含多种营养物质外，还具有多糖、黄酮类、萜类化合物和生物碱等多种活性物质，有抑菌抗炎等功效。研究人员在对大规模野生食药用菌资源开发利用的研究过程中，从600余株份野生食药用菌提取物中筛选出来具有显著抑制白色念珠菌作用的褐扇小孔菌（Microporus vernicipes）提取物，初步确定了褐扇小孔菌提取物的主要抑菌活性成分为脂肪酸及其衍生物，为抗真菌药物的研发提供资源储备。

褐扇小孔菌Microporus vernicipes 子实体一年生，具侧生柄，木栓质。春季至秋季单生或群生于阔叶树倒木上，造成木材白色腐朽。分布于华南地区。根据文献检索，该菌只作为木材白腐菌被描述，并未有其他的功能方面的描述与记载。

褐扇小孔菌野外采集图

褐扇小孔菌固体发酵物的乙酸乙酯提取物对白色念珠菌的最低抑菌浓度为62.5μg/mL，与三七总皂甙（62.5μg/mL）、人参茎叶皂甙（62.5μg/mL）等中药单体的抑制白色念珠菌的浓度相当，但获取方式更容易；远低于黄连碱（128μg/mL）、黄藤素（256μg/mL）、苦参碱（500μg/mL）、姜黄素（250-2000μg/mL）等单体。

褐扇小孔菌提取物对白色念珠菌的细胞膜、细胞壁、核糖体、氨基酸代谢和信号转导多个通路产生影响，从而抑制白色念珠菌生长、增殖和对菌体产生耐药性的生物膜具有一定的清除作用。

通过对褐扇小孔菌固体发酵粗提取物进行柱层析分离组分筛选，确定Mv5组分对白色念珠菌的活性有显著的抑制作用。采用超高效液相色谱串联高分辨质谱（UHPLC-HR-MS）分析，包括23种脂肪酸及其衍生物、生物碱、酚等类化合物，以脂肪酸为主要成分。

Fig. 1 Total ion current of Mv5 components

作用机制表明，Mv5组分对白色念珠菌的最低抑菌浓度（MIC）为15.63 μg/mL，最低抑菌浓度（MFC）为31.25 μg/mL。Mv5成分可以抑制早期生物膜的形成，破坏成熟的生物膜结构。可抑制白色念珠菌的芽管生长，从而抑制酵母形态向菌丝的转变。扫描电镜下可以看到Mv5组分对白色念珠菌形态的影响。

Fig. 2 Inhibitory effect of the MV5 components on Candida albicans

对 Mv5 组分作用后的白色念珠菌进行转录组学分析，结果显示，MIC 浓度作用组共检测到了 193 个差异表达基因，差异上调表达基因共 156 个，差异下调表达基因共 37 个；MFC 浓度作用组共检测到了 391 个差异表达基因，差异上调表达基因 334 个，差异下调表达基因 57 个。这些差异表达基因中菌丝形成相关基因和生物膜形成相关基因显著下调。GO 富集分析表明单有机体过程、代谢过程以及细胞过程是富集基因最多的生物学过程。KEGG 富集分析表明，Mv5 组分作用后的白色念珠菌差异基因主要富集在减数分裂-酵母、氨基酸代谢等代谢通路。qRT-PCR 结果表明 Mv5 组分作用后的白色念珠菌与空白对照组相比 HWP1、ALS3 和 SRR1基因表达显著下调，HSP30、LDG3 和 MRV8 基因表达显著上调。

Fig. 3 Transcriptomic analysis of the inhibitory effect of Mv5 components on Candida albicans

本研究对野生食药用菌褐扇小孔菌次生代谢产物的抑菌活性成分进行解析，深入研究其活性成分的抑菌机制，在丰富抗真菌药物种类的同时，为能充分利用未开发的野生食药用菌资源做理论基础，为今后抗真菌感染药物的研发做资源储备。