研究发现,经臭氧处理的橄榄油在对抗常见真菌感染方面显示出良好前景

罗马的研究人员发现,对特级初榨橄榄油进行臭氧处理可释放其强大的抗真菌特性,破坏白色念珠菌的细胞壁,并降低其引发感染的能力。

罗马第一大学查尔斯·达尔文生物学与生物技术系及工程纳米技术应用研究中心开展的一项研究表明,臭氧化特级初榨橄榄油对真菌病原体白色念珠菌具有强大的抗真菌潜力。

该研究成果为将该产品用作治疗手段提供了更坚实的科学依据。

“抗真菌药物相关耐药机制和副作用的日益增多,凸显了开发替代疗法的必要性,”该研究的联合协调人卢西亚娜·迪尼(Luciana Dini)表示。“本研究正是针对这一方面展开的,旨在开发基于天然产物的、既环保又高效的治疗方法。”

该研究基于迪尼此前参与的一项调查,该调查研究了由普利亚大区萨伦托地区本土品种制成的臭氧处理特级初榨橄榄油,重点关注其促进小伤口和皮肤瑕疵愈合的能力。

“在与我的同事丹妮拉·乌切莱蒂(Daniela Uccelletti)商讨后,我们决定将我在臭氧处理橄榄油方面的经验与她在微生物生理学领域的专业背景相结合,共同开发一种针对念珠菌的解决方案——这种真菌具有潜在危险性,且其治疗可能导致耐药性,”迪尼补充道。

念珠菌属是侵袭性真菌病最常见的病因之一,其中白色念珠菌是全球念珠菌病最普遍的致病菌。

虽然在健康人群中通常无害——它们作为共生酵母菌存在于口腔或胃肠道内——但在免疫功能严重低下患者中却可能变得危险。它们可通过血液传播并侵入内脏器官,导致危及生命的全身性感染。

饮食变化、抗生素治疗、pH值改变或免疫失衡等因素都可能触发其向致病状态的转变,从而导致其快速增殖并引发临床症状。这些症状范围从阴道、口腔和肠道念珠菌病等常见病症,到可能影响多个器官的侵袭性感染不等。

罗马大学(Sapienza University)研究人员开展的研究图解摘要,展示了臭氧化特级初榨橄榄油对白色念珠菌的强效抗真菌活性(图片来源:Augello 等,Biomolecules 2024,MDPI,CC BY 4.0。)

罗马大学(Sapienza University)研究人员开展的研究图解摘要,展示了臭氧化特级初榨橄榄油对白色念珠菌的强效抗真菌活性(图片来源:Augello 等,Biomolecules 2024,MDPI,CC BY 4.0。)

治疗方案根据感染的严重程度而定。常见方法包括局部制剂(如乳膏、软膏、凝胶、乳液、喷雾和粉末)以及口服抗真菌药物。

然而,在近几十年中,由于耐药机制的出现,这些药物的疗效日益减弱。这些机制包括靶点改变——由突变导致药物与其分子靶点的亲和力降低;以及外排泵过表达——该机制会主动将药物排出细胞,从而抵消其疗效。

抗真菌治疗还可能与其他疗法发生相互作用,从而降低两者的疗效并增加不良反应的风险。若治疗时间过长,还可能通过改变宿主微生物群落导致菌群失调。

这些挑战凸显出,人们越来越需要基于新型抗真菌靶点和具有治疗潜力的天然化合物的替代治疗策略。

“由于其广泛的应用范围和抗菌活性,臭氧化油正受到越来越多的关注,”迪尼说道。 “臭氧是一种由三个氧原子组成的高反应性分子,既可作为氧化剂,也可作为被氧化剂。接触后,它会通过促进氨基酸氧化、改变细胞壁结构以及损伤DNA来诱导氧化应激,最终导致细胞死亡。”

迪尼指出,该研究基于这样一个前提:臭氧处理的特级初榨橄榄油与传统药物不同,它通过多种氧化作用发挥功效,从而大大降低了产生抗菌耐药性的可能性。

在研究中,研究人员选用了一种由拉齐奥本土品种橄榄制成的特级初榨橄榄油进行臭氧处理。研究人员通过臭氧发生器将臭氧气体直接注入油中,使这种活性分子与不饱和脂肪酸发生反应,从而生成臭氧处理后的产物。

“臭氧处理是一个相当基础的过程,即在受控的温度和时间条件下将臭氧气体注入油中,”迪尼解释道。 “它与油中不饱和脂肪酸的双键发生反应,这种被称为‘臭氧解’的反应会生成臭氧化物,这些化合物正是抗菌特性的载体。”

“我们首先验证了该产品对角质形成细胞(即皮肤细胞)的无毒性,并确认将其作为可涂抹油进行局部应用不会产生不良影响,”她说。“随后,我们评估了其对白色念珠菌的活性,结果非常理想。”

迪尼指出,这项体外研究开创了一种新方法,即评估不同浓度的臭氧化橄榄油与不同数量臭氧化物之间的协同效应。

基于这一方法,研究人员测试了浓度分别为1%、2%和3%的臭氧橄榄油,并分别与386、853和2,492的臭氧离子浓度进行组合。

结果表明,臭氧处理的特级初榨橄榄油能有效降低白色念珠菌细胞的存活率,破坏细胞壁完整性,诱导氧化应激和自噬,并同时抑制菌丝形成和生物膜的形成。 鉴于酵母向菌丝的转化是真菌的关键致病因子之一,这些发现具有重要意义。

特别是在较高臭氧离子浓度(853和2,492)下,该油显著降低了细胞存活率。在3%的浓度下,含有853个臭氧离子的臭氧处理橄榄油在处理后仅四小时内就导致超过90%的细胞死亡。

虽然其他研究曾探讨过臭氧化油对营养细胞的抗真菌特性,但本研究是首批考察这些变量如何影响菌丝形态的研究之一——这是白色念珠菌致病性的关键方面,此前尚未被如此详细地研究过。

由于臭氧与上皮细胞及口腔组织具有很强的生物相容性,其长期使用似乎不会带来风险。相反,它可能促进黏膜病变的缓解,并增强口腔上皮细胞的更新,从而加速伤口愈合。

其他研究结果表明,臭氧处理的特级初榨橄榄油可能也是针对光面念珠菌(Candida glabrata)的有效抗真菌剂——这种新兴真菌病原体引发的感染对常用抗真菌药物较不敏感。

“另一个有趣的方面是,该产品制备完成后,其抗菌效力可长期保持,超过六至八个月,且降解极少,因此属于非处方药的范畴,”迪尼指出。

她表示,该研究目前正朝着进一步的研究方向推进。其中一项研究将探索臭氧化特级初榨橄榄油与其他油脂,结合由微生物合成的生物相容性纳米材料所产生的协同效应,旨在增强其抗菌活性。

研究团队还在评估其他植物油——尤其是那些不再用于人类营养的植物油——是否也能在此应用中发挥同等功效。

“我们现在需要进入体内实验阶段,”迪尼补充道。 “与此同时,现有证据表明,这种方法不仅对人类有用,在兽医领域同样具有应用价值——它不仅能对小型宠物产生更有效的反应,对牛等大型动物同样有效,从而将应用范围扩展到保持清洁和预防感染。这是一个充满前景的领域,我们计划通过未来的研究进一步探索。”