在自然界中大概存在著9萬多種真菌，其中對人類致病的有500多種。當(dāng)人出現(xiàn)機體抵抗力下降、皮膚破損，長期使用廣譜抗生素、接觸到真菌等情況時容易被真菌感染。臨床醫(yī)學(xué)根據(jù)真菌感染人體感染皮膚、毛發(fā)和指甲，常引起頭癬、手癬、皮癬等，深部真菌主要感染皮下組織、黏膜和內(nèi)臟，可引起炎癥、潰瘍、壞死等。因此發(fā)現(xiàn)具有有效抗真菌活性的物質(zhì)非常重要，已有研究報道顯示，乳鐵蛋白具備多種抗真菌功能，包括對酵母和霉菌等真菌具有廣譜抑制活性，還能與其他抗真菌藥物協(xié)同治療真菌感染引起的病癥。
 

可以說乳鐵蛋白是人及動物體內(nèi)天然存在的抗真菌衛(wèi)士！

 

 

上篇詳細(xì)介紹了乳鐵蛋白的抗細(xì)菌機制（點擊這里回顧：乳鐵蛋白抗菌機制），本期就來重點盤點一下乳鐵蛋白抗真菌的功能。

 

乳鐵蛋白有兩種形式：富含鐵形式的holo-lactoferrin和不含鐵形式的apo-lactoferrin，holo-lactoferrin除在三級結(jié)構(gòu)上與apo-lactoferrin不同外，比apo-lactoferrin更耐蛋白水解^[1]。除了結(jié)合Fe³⁺，乳鐵蛋白還可以結(jié)合一系列其他化合物，如：脂多糖、肝素、DNA和金屬離子，包括Cu2+、Zn2+和Mn2+ 等^[2]。乳鐵蛋白對包括酵母和霉菌在內(nèi)的一系列人類和植物真菌病原體具有良好的抑制活性(表1)

 

表1：乳鐵蛋白對部分真菌的抑菌能力

 

乳鐵蛋白發(fā)揮抗真菌活性的作用機制可以概括如下:

 

機制一：螯合鐵的能力

早期研究認(rèn)為乳鐵蛋白對念珠菌屬的抗真菌作用是因為其具有螯合鐵的能力^[8]，Lai等人研究發(fā)現(xiàn)通過額外添加鐵可以恢復(fù)乳鐵蛋白對念珠菌和隱球菌的生長抑制作用^[6][9]。另外有研究發(fā)現(xiàn)apo-lactoferrin對Fe³⁺的結(jié)合能有效抑制煙曲霉感染宿主^[10]。這表明螯合鐵的能力可以在體內(nèi)乳鐵蛋白的抗真菌功能中發(fā)揮作用。

 

機制二：Lf與真菌細(xì)胞表面的直接相互作用，導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷和滲漏。

有研究表明，乳鐵蛋白的主要抗真菌機制是通過乳鐵蛋白與真菌細(xì)胞表面的直接相互作用，導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷和滲漏。Nikawa等研究表明，乳鐵蛋白改變了白色念珠菌、克柔念珠菌和新生隱球菌的細(xì)胞表面通透性，導(dǎo)致細(xì)胞死亡^[11-13]。用乳鐵蛋白處理念珠菌后，通過掃描電子顯微鏡觀察到念珠菌細(xì)胞表面本身的改變，這些改變包括蛋白發(fā)生滲漏、形成表面空泡、腫脹和細(xì)胞塌陷^{[11] [12] [14] [15]}。

 

機制三：乳鐵蛋白誘導(dǎo)真菌細(xì)胞凋亡

白念珠菌經(jīng)乳鐵蛋白處理后，檢測到細(xì)胞內(nèi)鉀離子釋放、細(xì)胞質(zhì)酸化、膜電位發(fā)生變化、細(xì)胞內(nèi)ROS積累和染色質(zhì)濃縮，這表明乳鐵蛋白誘導(dǎo)了白念珠菌的凋亡^[16]。乳鐵蛋白通過線粒體和caspase依賴的方式誘導(dǎo)釀酒酵母細(xì)胞死亡，其特征是caspase被激活、ROS積累和細(xì)胞色素c釋放^[17]。

 

機制四：乳鐵蛋白與其他抗真菌藥物的協(xié)同作用

近年來，乳鐵蛋白與其他抗真菌藥物聯(lián)合應(yīng)用的研究日益增多。當(dāng)與氟康唑聯(lián)合使用時，乳鐵蛋白可顯著增強氟康唑?qū)�幾種念珠菌的抑制活性，甚至可降低氟康唑?qū)δ退幘�株的最低抑菌濃�?MIC)^{[3] [5] [18]}。乳鐵蛋白與其他幾種唑類藥物，包括伊曲康唑、克霉唑和酮康唑，以及5-氟胞嘧啶對白念珠菌的抑制均具有協(xié)同作用^[12]。

 

 

鑒于乳鐵蛋白能通過多種機制來抑制甚至是殺死真菌，因此乳鐵蛋白在抗真菌方面的應(yīng)用有以下幾種可能：
 

①與現(xiàn)有抗真菌藥物聯(lián)合制成新型抗真菌劑：

隨著廣譜抗生素、糖皮質(zhì)激素等藥物的廣泛應(yīng)用甚至于濫用，抗真菌耐藥和耐藥真菌感染成為一種新出現(xiàn)的威脅。2023年3月，美國疾病控制與預(yù)防中心（CDC）曾表示，一種致命真菌（耐藥耳念珠菌）在美國以“驚人的速度”傳播，已遍布美國一半以上的州，并構(gòu)成緊迫的公共衛(wèi)生威脅。在真菌病原體中，多重耐藥真菌的出現(xiàn)導(dǎo)致可選用的抗生素減少，治療起來難度也更大，可將乳鐵蛋白與現(xiàn)有的抗真菌藥物如氟康唑、曲康唑等聯(lián)合制成新型抗真菌藥物，加強對耐藥真菌的抑制作用；
 

②念珠菌性陰道炎的防治：

念珠菌是引起女性陰道炎的常見病原體，可將乳鐵蛋白制成更安全更溫和的女性私處護理凝膠用于念珠菌性陰道炎的防治；
 

③抗真菌功能洗護用品：

馬拉色菌是寄居在人體表面的真菌，常存在于人體油脂分泌量大、皮脂腺聚集的部位，當(dāng)皮膚表面菌群失衡，馬拉色菌增殖過多，可能會引起毛囊炎、脂溢性皮炎、頭皮屑甚至是脫發(fā)等癥狀，可將乳鐵蛋白添加進洗護用品中，專門緩解或解決馬拉色菌增殖引起的一系列皮膚問題。

 

乳鐵蛋白多從人奶或牛奶中提取純化而來，也可以從其他幾種哺乳動物的奶和初乳中獲得，由于提取工藝復(fù)雜，分離提取效率低，市場上乳鐵蛋白的價格居高不下，利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)乳鐵蛋白已成為生產(chǎn)乳鐵蛋白并避免其副作用的研究熱點和發(fā)展趨勢。

越來越多的企業(yè)和研究機構(gòu)通過研究微生物表達系統(tǒng)、植物表達系統(tǒng)或動物表達系統(tǒng)來生產(chǎn)重組乳鐵蛋白，其中武漢禾元生物科技股份有限公司利用自主研發(fā)的的專利技術(shù)平臺—— 水稻胚乳細(xì)胞生物反應(yīng)器高效重組蛋白質(zhì)表達平臺（Oryz^HiExp）和重組蛋白純化技術(shù)平臺（Oryz^Pur）開發(fā)出了植物源重組人乳鐵蛋白，與天然人乳鐵蛋白結(jié)構(gòu)一致，具有良好的生物活性。目前禾元生物已經(jīng)實現(xiàn)了植物源重組人乳鐵蛋白的規(guī)�；�生產(chǎn)，不受乳源來源供給的限制，從根源上避免了來自于人源或動物源病毒及支原體污染的風(fēng)險。與天然提取的乳鐵蛋白相比，具有更高的純度，更好的批次穩(wěn)定性。

 

 

 

 

參考文獻

[1]Structure of human apolactoferrin at 2.0 A resolution. Refinement and analysis of ligand-induced conformational change. 1998

[2]Structure and reactivity of transferrins. 1994.

[3]Synergistic fungistatic effects of lactoferrin in combination with antifungal drugs against clinical Candida isolates. Antimicrob. 1999

[4]Invitro susceptibility of Candida species to lactoferrin. 1998

[5]Inhibition of hyphal growth of azole-resistant strains of Candida albicans by triazole antifungal agents in the presence of lactoferrin-related compounds.Antimicrob. 1998

[6]Synergy and antagonism between iron chelators and antifungal drugs in Cryptococcus. 2016

[7]Fungistatic activity of iron-free bovin lactoferrin against several fungal plant pathogens and antagonists.2008

[8]Inhibition of growth of Candida albicans by iron-unsaturated lactoferrin: relation to host-defence mechanisms in chronic mucocutaneous candidiasis. 1971.

[9]Effect of lactoferrin and iron on the growth of human pathogenic Candida species. 2009 

[10]Human polymorphonuclear leukocytes inhibit Aspergillus fumigatus conidial growth by lactoferrin-mediated iron depletion. 2007

[11]The fungicidal effect of human lactoferrin on Candida albicans and Candida krusei. Arch. 1993.

[12]Cooperative anti-Candida effects of lactoferrin or its peptides in combination with azole antifungal agents.1996

[13]Fungicidal activity of human lactoferrin-derived peptides based on the antimicrobial alphabeta region.2011

[14]In vitro susceptibility of Candida species to lactoferrin. 1998. 

[15] Ultrastructural effects of antimicrobial peptides from bovine lactoferrin on the membranes of Candida albicans and Escherichia coli. 2005

[16]Modulation of in vitro fungicidal activity of human lactoferrin against Candida albicans by extracellular cation concentration and target cell metabolic activity. 2004

[17]Human lactoferrin triggers a mitochondrial- and caspase-dependent regulated cell death in Saccharomyces cerevisiae. 2016

[18]Activated lactoferrin and fluconazole synergism against Candida albcians and Candida glabrata vaginal isolates. 2004