關于念珠菌水解酶的研究進展

孫博，陸潔

（承德醫(yī)學院附屬醫(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，其致病機制至今仍是研究的熱點問題。

在2011 年一項關于甲真菌病分離菌株細胞外水解酶活性的測定發(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，并對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、二和三酰基甘油的酯鍵，證實皮膚癬菌在含脂質(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。aladron V 等[4]發(fā)現(xiàn)N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶對幾丁質(zhì)有非特異性水解作用，幾丁質(zhì)是真菌相對特異的細胞壁結構，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，屬機會致病菌，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，同時都是與真菌感染過程直接相關。也有研究發(fā)現(xiàn)，白念珠菌黏附到宿主細胞表面，并生長出菌絲，白念珠菌菌絲便會分泌水解酶，以促進白念珠菌通過內(nèi)吞作用及積極滲透完成主動滲透[10]。水解酶是白念珠菌治病過程中重要的參與者。

關于蛋白酶：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胞介素及其他細胞因子表達而介導宿主的炎癥免疫應答[15]，在白念珠菌免疫逃避中起重要作用。

關于磷脂酶：白念珠菌分泌的磷脂酶首先由Costa 等人在20 世紀60 年代后期發(fā)現(xiàn)[16]。在對于白念珠菌的磷脂酶相關研究中，發(fā)現(xiàn)該酶可幫助粘附上皮細胞，滲透宿主細胞，侵入重建人類口腔上皮，控制細胞信號的傳導等[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，引起細胞損傷。A 是一種膜蛋白，可以促進炎癥反應。國內(nèi)外對磷脂酶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。磷脂酶C 和磷脂酶D 不僅參與表型轉換以及信號轉導，而且可促進白念珠菌與宿主細胞的黏附。同時，念珠菌分泌的磷脂酶在白念珠菌血源性感染中也是一個重要毒力因子，通過對宿主細胞的直接損傷和水解可能是其致病的主要機制[19]。因此，磷脂酶在真菌細胞內(nèi)合成，分泌至細胞外發(fā)揮作用，許多分泌型磷脂酶具有糖基化基團，以促進細胞膜或細胞壁結合繼而促進白念珠菌在體內(nèi)的入侵、存活和致病，還可逃避宿主免疫防御機制[20]。

關于脂肪酶：在對白念珠菌的研究發(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)，粘附宿主細胞組織，與其他酶協(xié)同作用，對宿主免疫炎癥反應的啟動加以阻斷并通過溶解競爭菌群達到自我防御目的，甚至能影響宿主巨噬細胞的吞噬作用[21]。白念珠菌分泌的脂肪酶通過水解宿主細胞的脂質(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胞和肝細胞受損，對宿主的巨噬細胞和肝細胞發(fā)揮毒性作用[22]。

白色念珠菌脂肪酶是細胞外水解酶，且白念珠菌至少擁有10 個脂肪酶編碼基因，它們的表達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克隆的脂肪酶基因，名為Lip1。2000 年，Hube 等[25]報道了該脂肪酶基因家族9 個新成員的存在（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可能有助于白念珠菌對宿主組織造成持續(xù)性損害[26]。Maria 等[27]利用白色念珠菌釋放的細胞外脂肪酶直接與單核細胞作用，發(fā)現(xiàn)脂肪酶對正常單核細胞的作用取決于孵育時間和劑量。高劑量的脂肪酶能夠誘導細胞質(zhì)的LDH（乳酸脫氫酶）釋放和核形態(tài)的嚴重變化，從而支持真菌脂肪酶直接與這種哺乳動物細胞相互作用并產(chǎn)生損害。Paraje 等[28-29]使用來自白色念珠菌的純化脂肪酶，提供了有關該脂肪酶對免疫系統(tǒng)細胞和宿主實質(zhì)細胞直接作用的重要證據(jù)，并報道了這種脂肪酶具有誘導高濃度有氧化合物產(chǎn)生和細胞凋亡的能力。Castillo 等[30]評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、表達中發(fā)揮較大作用。

關于溶血因子：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，對機體產(chǎn)生影響。尋找有效的方法減弱或消除這種影響，可能對機體免疫的恢復和對疾病治療提供新方法。然而，仍有些毒力因子的致病機制尚未完全明了，還需經(jīng)進一步證實。隨著研究的不斷深入，將會對真菌致病機制更加明確，為臨床的治療提供新的方案。