馬拉色菌基因、藥敏及脂肪酶活性的研究

李文雙，李紅賓

（1.安寧市第一人民醫(yī)院皮膚科，云南 安寧 650300；2.昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院皮膚科，云南 昆明 650000）

馬拉色菌屬（Malassezia spp.）是一類嗜脂性的酵母類真菌。迄今為止，已經(jīng)確定了14 種完善的馬拉色菌和另外的4 個菌種。在18 個菌種中，10 個菌種（M.restricta、M.globosa、M.arunalokei、M.sympodialis、M.dermatis、M.slooffiae、M.furfur、M.obtusa、M.japonica 和M.yamatoensis）主要從人類皮膚中分離出來，而其他菌種通常從動物皮膚中分離出來[1]。研究發(fā)現(xiàn)[2]，馬拉色菌是人類皮膚上發(fā)現(xiàn)的真菌微生物群落里較豐富的屬，由于其與各種皮膚病有關(guān)，因此被認(rèn)為是一種機(jī)會致病性真菌。本文就馬拉色菌菌種、基因、藥物敏感性及其脂肪酶活性研究進(jìn)行綜述。

1 馬拉色菌菌種分布

在正常皮膚上，馬拉色菌在大腿的檢出率為60%、頭皮為78.4%，額頭為86.5%，背部為97.3%，胸部則為100%。限制馬拉色菌主要位于前額和頭皮上，而球形馬拉色菌主要存在于胸部和背部[3]。不同菌種在不同部位的檢出率也不一致，球形馬拉色菌最常見的定植部位是胸部，而限制性馬拉色菌最常見于前額[4]。Lee YW 等[5]對健康韓國人群中馬拉色菌屬的分布進(jìn)行定性和定量研究表明，馬拉色菌的分布因解剖位置而異，在頭皮和額頭上最常見的是限制性馬拉色菌，而球形馬拉色菌是胸部的主要菌群；定量分析顯示，盡管年齡組間差異不大，但胸部和頭皮的單位面積菌數(shù)量較高，上臂和大腿較低。對于耵聹的研究，Jang SJ 等[6]研究結(jié)果表明，限制性馬拉色菌是最常見的菌種。張浩等[7]研究發(fā)現(xiàn)，正常人耵聹中馬拉色菌菌種分布廣泛，主要菌種為糠秕馬拉色菌。根據(jù)年齡，11～20 歲、21～30 歲年齡人群中頭皮、額頭、胸部的馬拉色菌計數(shù)最高[8]。Choe YB等[4]對正常人體皮膚上馬拉色菌的年齡組分布進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)21～30 歲的受試者馬拉色菌陽性培養(yǎng)率最高，占比為88%。

在馬拉色菌相關(guān)皮膚病中，皮膚上的菌種分布因不同的馬拉色菌相關(guān)疾病而異，而且其全球分布也可能不同。M.sympodialis 被認(rèn)為是歐洲最普遍的物種，M.restricta 和M.globosa 是亞洲最主要的物種[8]。物種分布的差異不僅表現(xiàn)在地理特異性方面，也可能是所使用的診斷方法差異導(dǎo)致。大多數(shù)歐洲研究使用基于培養(yǎng)的方法，而亞洲國家通常采用基于分子的方法，并且一些馬拉色菌菌種生長緩慢，培養(yǎng)要求也較高，如M.restricta，其在培養(yǎng)過程中則可能被生長更快速的馬拉色菌覆蓋[9]。研究表明[10]，M.restricta 可能在脂溢性皮炎和頭皮屑的發(fā)病機(jī)制中起關(guān)鍵作用。而在法國國內(nèi)人群頭皮真菌群落的分析表明[12]，M.restricta 是頭皮上最豐富的真菌物種，其在頭皮屑區(qū)比在健康頭皮中更豐富，在頭皮屑較多的區(qū)域比在頭皮屑少的區(qū)域更豐富。Lin Q 等[12]對有和沒有頭皮屑的受試者頭皮馬拉色菌分析中觀察到了相似的結(jié)果，因此驗(yàn)證了微生物平衡的破壞可引起馬拉色菌的繁殖增加，這與頭皮屑存在明顯的相關(guān)性。Saxena R 等[13]對印度女性人群的馬拉色菌宏基因組分析顯示，與健康頭皮相比，頭皮屑拭子樣本中M.restricta 優(yōu)于M.globosa，再次證明了M.restricta 在頭皮屑中的關(guān)鍵作用。關(guān)于特應(yīng)性皮炎，馬拉色菌被認(rèn)為具有誘導(dǎo)皮膚Ⅰ型超敏反應(yīng)的抗原特性。其中，特應(yīng)性皮炎（AD）的標(biāo)志之一是患者總血清中免疫球蛋白E（IgE）水平升高，導(dǎo)致IgE 介導(dǎo)的過敏反應(yīng)[14]，提示IgE 介導(dǎo)的對馬拉色菌及其過敏原的致敏可以作為AD 的觸發(fā)因素。

2 馬拉色菌的基因研究

用于醫(yī)學(xué)真菌分子生物學(xué)研究的方法有多種，包括多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）、分子雜交、隨機(jī)擴(kuò)增多性分析DNA（RAPD）、限制性片段長度多態(tài)性分析（RFLP）、單鏈構(gòu)象多態(tài)性分析（SSCP）、DNA序列分析、基因芯片技術(shù)等。改進(jìn)的PCR 技術(shù)如巣式PCR 和多重PCR 具有更高的敏感性和特異性，其中運(yùn)用較多的為RAPD、限制性片段長度多態(tài)性分析（RFLP）。

馬拉色菌的單倍體基因組長度為8～9 Mb，是共生真菌中片段最小的，其已經(jīng)進(jìn)化出富含環(huán)境特異性基因的遺傳成分，可以編碼脂肪酶[15]。PCR-RFLP 也是一種相對簡單和快速的方法，與馬拉色菌鑒定的傳統(tǒng)方法具有較好的一致性。Sankaranarayanan SR 等[16]聯(lián)合使用基因組學(xué)、生化、細(xì)胞生物學(xué)和分子遺傳學(xué)技術(shù)對馬拉色菌屬內(nèi)的核型進(jìn)化機(jī)制進(jìn)行分析，其研究認(rèn)為馬拉色菌原始為9 條染色體，存在2 種不同的染色體數(shù)量減少機(jī)制，一種機(jī)制為染色體斷裂，然后著絲粒丟失，導(dǎo)致M.sympodialis 形成8 條染色體；另外一種機(jī)制為著絲粒失活伴隨著染色體融合，在M.furfur 中形成7 條染色體。在具有9 條染色體的菌種中，如M.globosa 和M.restricta 在無菌條件下很難分離培養(yǎng)，而M.sympodialis 和M.furfur 相對而言更容易分離培養(yǎng)。Ianiri G 等[17]在基因水平上分析皮膚共生菌和馬拉色菌酵母的遺傳途徑，其基因組學(xué)揭示了馬拉色菌具有顯著的基因缺失和基因增益，所有菌種都缺失脂質(zhì)代謝基因，包括脂肪酸合酶、Δ9-去飽和酶和Δ2,3-烯酰輔酶A 異構(gòu)酶，這解釋了馬拉色菌的脂質(zhì)依賴性。M.pachydermatis 也缺失脂質(zhì)代謝基因，但其是唯一已知的能夠在不添加外源性脂質(zhì)的情況下在體外生長的菌種。Puig L 等[18]研究發(fā)現(xiàn)，其他主要的丟失基因組包括編碼糖基的水解酶和參與碳水化合物代謝酶的基因，這也解釋了M.sympodialis 分離株無法在不含脂質(zhì)的合成培養(yǎng)基中生長的原因。

3 馬拉色菌藥物敏感性研究

近年來，馬拉色菌引起的深部真菌感染報道增多。有研究發(fā)現(xiàn)[19，20]，馬拉色菌可以引起皮膚深部組織感染，導(dǎo)致肉芽腫皮炎，同時也可以引起新生兒真菌血癥，另外還可引起免疫抑制患者的系統(tǒng)性感染。Limon JJ 等[21]研究表明，馬拉色菌與CARD9 缺乏患者的克羅恩病相關(guān)，而CARD9 是一種對先天性抗真菌免疫至關(guān)重要的信號適配器。另有研究顯示[22，23]，與健康對照組相比，胰腺癌或結(jié)直腸癌患者糞便樣本中馬拉色菌數(shù)量增加，這意味著馬拉色菌可能與癌癥以及與皮膚相關(guān)的疾病有關(guān)。此外，一項呼吸系統(tǒng)真菌組研究顯示[24]，馬拉色菌與囊性纖維化肺病之間也存在相關(guān)性。

隨著馬拉色菌引起深部真菌感染比例的升高，其體外藥敏試驗(yàn)的臨床重要性也日益顯現(xiàn)。臨床治療馬拉色菌相關(guān)感染常用藥物為唑類藥物和丙烯酰胺類。局部抗真菌藥物用于治療局部皮膚病變，而嚴(yán)重皮膚病則需系統(tǒng)應(yīng)用伊曲康唑或伏立康唑等。雖然馬拉色菌感染可以治療，但在患有馬拉色菌相關(guān)皮膚病的人類和動物中可以發(fā)現(xiàn)，該病有復(fù)發(fā)趨勢[25，26]。臨床上也報道了特比萘芬治療花斑糠疹失敗的病例，以及酮康唑治療馬拉色菌引起的狗中耳炎失敗的病例[27]，這說明了在這些酵母菌中發(fā)生了耐藥現(xiàn)象[28，29]。有研究發(fā)現(xiàn)[30]，大多數(shù)野生型馬拉色菌對常用的唑類藥物如伊曲康唑，酮康唑和咪康唑敏感。Schlemmer KB 等[31]和álvarez-Pérez S等[32]研究表明，卡泊芬凈與伊曲康唑或氟康唑聯(lián)合后，其協(xié)同效果最佳，而與兩性霉素B 聯(lián)合對部分菌株具有協(xié)同作用。目前已有一些關(guān)于抗真菌中藥的藥敏研究報告，黃云麗等[33]對山蒼子油及其分別與酮康唑、伊曲康唑及氟康唑聯(lián)合抗馬拉色菌進(jìn)行體外藥敏實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示山蒼子油分別與酮康唑、伊曲康唑及氟康唑聯(lián)合用藥的MIC 值比單用時顯著降低，表明山蒼子油能夠增強(qiáng)酮康唑、伊曲康唑、氟康唑的抗真菌效果。Donato R 等[34]研究不同精油對馬拉色菌病原菌的抗真菌活性發(fā)現(xiàn)，所考察的精油在所測試的條件下均具有活性，且使用香茅草精油和屈曲香茅草精油配制成洗發(fā)水、乳膏或洗劑可有效治療頭皮屑和花斑癬。但由于馬拉色菌屬在體外藥敏和臨床中抗真菌敏感性存在差異，因此抗真菌藥物的體內(nèi)療效需要進(jìn)一步的研究。

4 馬拉色菌脂肪酶的研究

酶是多種真菌致病的重要因素，由于馬拉色菌本身不能合成脂類，需要利用周圍環(huán)境中的脂類物質(zhì)合成自身需要的脂質(zhì)[35]，因此脂肪酶是其生長代謝十分重要的酶。磷脂酶和酯酶是馬拉色菌屬重要的酶，不同種馬拉色菌產(chǎn)生這兩種酶的水平存在差異[36]。脂解酶如酯酶和磷脂酶在馬拉色菌的生長和致病中具有重要作用。該類酶最高活性pH 為5.0～7.5，與馬拉色菌在人和動物皮膚上的生活環(huán)境近似。脂酶能分解三酰甘油為游離脂肪酸，為菌體生長提供能量，脂酶活性升高也有利于馬拉色菌菌絲相轉(zhuǎn)化，與致病性密切相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)[37]，馬拉色菌擁有大量編碼脂肪酶的基因，可將人體皮脂甘油三酯降解為脂肪酸，這不僅是其生長所必需的，而且還會引發(fā)皮膚病。飽和脂肪酸被馬拉色菌消耗，而不飽和脂肪酸積聚在角質(zhì)層上，這種積累可能會破壞皮膚的屏障功能，從而導(dǎo)致各種皮膚疾病。另外，與其他病原微生物類似，馬拉色菌中分泌的脂肪酶也可能調(diào)節(jié)或干擾宿主免疫細(xì)胞反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)[38]，MrLIP5（MRET_0930）是M.restricta 基因組中的12個脂肪酶基因之一，是頭皮屑患者頭皮中表達(dá)頻率最高的脂肪酶基因。環(huán)境pH 值是影響幾種病原微生物生理和代謝的主要因素之一，外部環(huán)境的pH值在脂肪酶的分泌中起促進(jìn)作用，但對馬拉色菌基因和形態(tài)的轉(zhuǎn)錄影響較小[39]。另外，有研究發(fā)現(xiàn)[40]，抗頭皮屑劑吡啶硫酮鋅通過降低限制馬拉色菌脂肪酶的表達(dá)起到抗限制馬拉色菌的作用。

5 總結(jié)

臨床常見的皮膚疾病與馬拉色菌有關(guān)，雖然馬拉色菌是人皮膚正常菌群的一部分，但在某些條件下，其可能會誘發(fā)或加重皮膚病。近幾年已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了與馬拉色菌相關(guān)的深部感染，如克羅恩病、胰腺癌結(jié)腸癌、囊性肺纖維化，但關(guān)于馬拉色菌致病機(jī)制及其脂肪酶活性對疾病的關(guān)鍵作用仍有待進(jìn)一步研究探索。未來，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將有利于闡明馬拉色菌的致病機(jī)制，從而為臨床診療工作提供更有力的依據(jù)。