2024真菌耐药机制与现状.docx

2024真菌耐药机制与现状摘要真菌感染正在逐渐引起全球公共卫生的关注，其中念珠菌、曲霉、隐球菌是常见的真菌感染病原。随着抗真菌药物的广泛使用，真菌耐药逐渐增加，明确真菌的耐药情况和耐药机制有助于真菌感染的合理治疗。关键词真菌;真菌耐药;儿童;侵袭性真菌病真菌感染是全球感染性疾病相关死亡的原因之一，成为危害公共卫生安全的重要隐患1o美国疾病控制与预防中心(CentersforDiseaseControlandPrevention,CDC)报告，美国每年有280余万例耐药细菌和真菌感染其中近3.6万例死亡耐药微生物感染对于人类的危害可见一斑21念珠菌、曲霉和隐球菌是人类真菌感染的主要病原体，占真菌感染导致死亡的90%以上3o年龄65岁、有吸毒史、免疫低下等是患侵袭性真菌病(invasivefungaldiseasefIFD)的危险因素。在儿童IFD中,最常见的为肺部感染。抗真菌药物主要有多烯类、三嘤类、棘白菌素类,抗代谢口密咤类似物5-氟胞口密咤也用于治疗某些侵袭性念珠菌病和隐球菌脑膜炎，但仅限于与两性霉素B的联合治疗4-5L多烯类通过阻止麦角苗醇功能,起到杀菌的作用。嗖类药物通过抑制羊毛苗醇14-去甲基化酶(IanoSterol14-demethylase,CYP51),破坏嗖环与血红素基团氢键的相互作用等破坏膜的稳定性、渗透性及膜结合酶的功能，来抑制真菌的生长50棘白菌素作为-1,3-葡聚糖合成酶的非竞争性抑制剂，干扰葡聚糖的合成，使真菌细胞壁形成受损，最终致使细胞死亡。嚓。定类药物可以在体内代谢成为蛋白质合成抑制剂和强胸甘酸合成酶抑制剂，发挥抗真菌作用。随着抗真菌药物的广泛使用以及真菌的适者生存，真菌耐药不断增加，成为人们关注的新方向。1、常见真菌及耐药情况1.1 念珠菌感染及耐药念珠菌又称假丝酵母菌,是最常见的侵袭性真菌感染病原菌,其中以白念珠菌最常见,致病力最强。念珠菌为条件致病菌,可寄生于人体皮肤、上呼吸道等，机体免疫功能受损时，导致感染发生。由于儿童分泌型IgA缺乏、皮肤黏膜屏障功能差、免疫力较低等特点，容易引起感染。1.1.1 念珠菌耐药机制1.1.1.1 念珠菌对嗖类耐药机制在治疗念珠菌感染中，嗖类是应用最多的药物60念珠菌对嘤类的耐药机制有多种，这些机制可以单独发生,也可以同时发生。（1）编码靶向酶ERGll的基因突变和过表达,这种耐药机制较常见。嗖类通过影响CYP51作用于真菌，在念珠菌中，CYP51由ERG11编码1,而转录因子Upc2突变，可导致ERG11的过度表达。耐药性的改变涉及药物靶点ERG11的氨基酸取代4,70ERG11中超过140个氨基酸取代与嗖类耐药性有关，这些氨基酸取代会导致CYP51活性位点的结构变化，药物结合亲和力降低，对细胞膜的破坏能力下降。大多数氨基酸取代发生在酶的血红蛋白结合位点附近的区域：氨基酸105-165、266-287和405-488.44的热点区域3,8OERG11突变意味着杂合性丧失，耐药等位基因增加，产生更强的抗嘤类药物的能力。(2)细胞膜中外排泵过度表达。外排泵是一种膜相关转运蛋白，其作用是防止药物在细胞内积聚，从而避免细胞毒性7o念珠菌可以通过增加细胞膜上流出泵的数量来加速药物外排，对嘤类药物产生耐药。与嘤类药物耐药有关的外排泵主要有2种：ATP结合盒(ATP-bindingcassette,ABC)超家族、主要促进因子超家族(majorfacilitatorsuperfamily,MFSI70在白念珠菌中，2种同源ABC转运蛋白CDR1和CDR2的过度表达与嗖类耐药有关，锌簇转录因子TAC1可调节CDR1和CDR2的表达，在耐药菌株中常发现TAC1携带功能获得突变1,5OMDRl属于MFS转运蛋白,锌簇转录因子MRR1可以调控外排泵MDR1的表达50MDRl在氟康嘤和伏立康嘤耐药中发挥作用，对伊曲康嗖、艾沙康嗖和泊沙康嘤的最低抑菌浓度(minimalinhibitconcentration,MIC)变化没有影响50TAC1和MRR1等转录因子基因的增益功能使外排泵表达上调，细胞内药物浓度降低1,5O与此相对，三苯基磷离子可以作为载体将药物输送到细胞内，克服药物外排90(3)生物膜的形成。生物膜的形成是一种比较普遍的机制。生物膜将药物捕获在富含葡聚糖的基质聚合物中，葡聚糖基质既作为药物和微生物之间的物理屏障，有效降低药物浓度，也作为生物膜整体结构的稳定剂30(4应激反应调节。热休克蛋白(heatshockproteins,Hsps)能通过调节钙-钙调磷酸酶信号通路、丝裂原活化蛋白激酶信号通路等影响白念珠菌对嗖类的耐药，其分类有HSP90、Hspl04等10OHsp90是激活真菌耐药细胞回路的一个关键枢纽,钙调磷酸酶是白念珠菌在唾类施加的膜压力等多种环境压力下存活的必要条件。第二信使钙激活钙调磷酸酶，Hsp90结合钙调磷酸酶的催化亚基，使其保持稳定并处于激活状态，维持抵抗外界的能力。激活的钙调磷酸酶-HSP90复合物调节白念珠菌的应激反应、耐药性和凋亡。研究表明，损害Hsp90功能可以阻断嗖类药物耐药性的出现并消除已经形成的耐药性，抑制Hsp90或钙调磷酸酶可增加对嗖类的敏感性。应激反应调节因子也与苗醇A-5,6-去饱和酶相关基因ERG3介导的嘤类耐药有关1o1.1.1.2 念珠菌对棘白菌素耐药机制(I)FKS突变是念珠菌对棘白菌素耐药的主要机制,主要通过葡聚糖合成酶FKS亚基的氨基酸替换产生10FKS突变发生在FKS1的2个高度保守的热点区域，导致葡聚糖合成酶的敏感性降低m(2)几丁质合成增加。几丁质和葡聚糖是真菌细胞壁的组成成分，当葡聚糖合成受到抑制时，几丁质的合成代偿性增加，增强了真菌的耐药性1,121.1.13念珠菌对多烯类耐药机制念珠菌很少对多烯类产生耐药7o白念珠菌耐药可能与麦角苗醇生物合成酶突变，导致麦角雷醇水平低以及膜中磷脂水平和组成紊乱有关。相关基因有ERG2、ERG3和ERGll写13o1.1.2念珠菌耐药情况根据CDC数据，在过去20年中，对氟康嘤耐药的念珠菌分离株的比例保持稳定，棘白菌素耐药似乎正在出现。住院患者中，约有7%的念珠菌血流感染存在耐药2L研究显示，在当前医疗环境下，白念珠菌是导致侵袭性念珠菌病的主要致病菌，而非白念珠菌感染正在增加，已占据血流感染的50%以上1o伊朗的一项研究显示，2019年12月至2021年12月，分别有1.4%.1.4%和0.7%的白念珠菌对氟康嘤、伏立康嘤和卡泊芬净耐药14o一项对希腊一家三级儿科医院2008年1月至2017年12月治疗的178例患儿的分析研究显示，侵袭性念珠菌病的发生率在逐渐降低，但两性霉素B和棘白菌素MIC在显著增加150我国西南地区的一家三级医院，2013年1月至2019年12月共收治86例侵袭性念珠菌感染儿科患者，白念珠菌和非白念珠菌感染分别为48.8%和51.2%,对氟康嗖、伊曲康嘤和伏立康嘤的总耐药率分别为8.1%、26.7%和14.0%160自2015年以来,耳念珠菌作为一种新兴感染念珠菌，逐渐引起公共卫生机构的注意。耳念珠菌拥有对外界环境较高的抵抗力，并且大多数耳念珠菌具有多重耐药性。耳念珠菌对棘白菌素耐药性相对较低，对于J科患者，在等待药敏结果的同时可以使用米卡芬净和卡泊芬净17o对于念珠菌感染治疗，目前临床实践指南推荐棘白菌素类米卡芬净和卡泊芬净作为一线抗真菌药物6o棘白菌素中，日本和欧盟仅批准米卡芬净应用于3个月以下婴儿。脂质体两性霉素B也被应用于治疗新生儿侵袭性念珠菌病，氟康嗖常作为预防性应用药物减少儿童侵袭性念珠菌感染和定植180添加两性霉素B后，米卡芬净MIC降低为单独使用时的1/64,表明抗真菌药物之间可能具有协同作用，这有可能成为未来的治疗方案1911.2 曲霉感染及耐药曲霉是一种广泛存在的腐生真菌属,最常见的是烟曲霉。曲霉感染临床表现多样，包括感染、变应性疾病等。1.2.1 曲霉耐药机制曲霉耐药性主要通过长期的临床应用和环境应用2种不同的途径产生。曲霉菌对嗖类耐药机制有以下几个方面。（1）CYP51基因突变或过表达。CYP51在曲霉中由CYP51A基因和CYP51B基因编码。CYP51在进化中衍生出2种蛋白谱系,CYP51A和CYP51B20-210CYP51A理耐药有更大的影响。CYP51基因的单点突变导致的氨基酸替换是曲霉嗖耐药的重要机制。研究表明，烟曲霉中3种最常见的单点突变为G54、M220和G448,此外，Y121、G138等位置的氨基酸改变也与嗖类敏感性下降有关。启动子区域的转录增强子上调了基因表达也是机制之-20H2)Yapl基因突变。Yapl转录因子已经被证明是烟曲霉的氧化应激反应的调节因子，当Yapl被截短,真菌对伏立康嗖的敏感性减弱21(3)外排泵过表达。外排泵的过度表达会提高曲霉对于嗖类的耐药性211Yapl等转录因子可引起AtrFABC转运蛋白显著上调，细胞外排增加。MDRl等外排泵上调也在耐嗖曲霉中被发现20O其他机制包括生物膜的形成、细胞应激反应、CYP51B过表达等。1.2.2 曲霉耐药情况研究表明，烟曲霉对嗖类的平均耐药率约为5.5%,并呈上升趋势8o2011年至2015年荷兰的调查研究表明，在196例侵袭性曲霉病患者中，37例存在耐伏立康嗖感染,占比19%22o2013年至2018年荷兰的另一项调查发现，共有4496例烟曲霉感染患者，其中508例嗖类耐药，占比11%,同时也发现耐药率的增长趋势，从2013年的7.6%增加至2018年的14.7%230曲霉对嗖类会产生交叉耐药性，但其对两性霉素B和棘白菌素的获得性耐药极为罕见。脂质体两性霉素B已被批准作为治疗包括侵袭性曲霉感染在内的儿童IFD的一线药物181对于侵袭性曲霉感染,推荐具有抗曲霉活性的三嘤类药物伏立康嘤、泊沙康嗖和伊曲康理作为一线抗真菌药物6o但在耐药率超过10%的地区，应以嗖类-棘白菌素联合治疗或脂质体两性霉素B替代治疗240如患者有嘤类耐药史,应首选两性霉素B或伏立康嗖联合棘白菌素治疗。1.3 隐球菌感染及耐药隐球菌病是一种严重的真菌感染,主要影响免疫功能低下者,其中新型隐球菌每年在世界范围内造成近50万人死亡250在世界卫生组织2022年发布的真菌优先病原体清单(fungalprioritypathogenslist,FPPL)中,新型隐球菌在真菌病原体中排名最高。1.3.1 隐球菌耐药机制13.1.1 隐球菌对嗖类耐药机制(1)多染色体复制。非整倍体，尤其是1号染色体二体的积累是耐药基础之一，其普遍存在于氟康嘤暴露后的新型隐球菌中，可能通过增加1号染色体上的ERG11和AFR1基因的表达而导致氟康嗖耐药26o(2)外排泵过度表达。在新型隐球菌中zPDR6基因编码PDR型ABC转运蛋白，可以调节麦角苗醇运输270其他机制包括生物膜的形成、ERG11基因的突变导致G484S氨基酸替换等。13.1.2 隐球菌对多烯类耐药机制研究发现，对两性霉素B和氟康嘤交叉耐药的隐球菌分离株都具有新型隐球菌ERG2P或新型隐球菌ERG3P缺陷，麦角苗醇水平降低,细胞膜稳定性和结构受到影响28o13.1.3 隐球菌对口密碇类耐药机制5-氟胞哪咤本身是一种前药，不具有任何抗真菌特性，但其代谢产物可阻止真菌生长。5-氟胞Il密碇通过胞口密咤渗透酶进入细胞,通过胞口密碇脱氨酶转化为5-氟尿喀'碇,经尿喀'咤磷酸核糖基转移酶FUR1进一步加工。代谢转化物5-氟脱氧尿苗单磷酸抑制DNA合成和细胞分裂5-氟尿苜三磷酸整合到RNA中抑制蛋白质合成29-30Jo隐球菌分别有3种胞哪咤渗透酶(FCY2、FCY3和FCY4)和3种胞嘴咤脱氨酶(FCY1、FCY5和FCY6滂系同源酶290氮代谢影响基因表达。经典胞物定渗透酶(FCY2)和脱氨酶(FCYl)基因的缺失导致新型隐球菌对5-氟胞口密咤的耐药性增加，尿口密咤磷酸核糖基转移酶(FUR)基因作用于药物作用过程影响耐药性,而FCY和FUR基因的表达受氮源影响,受氮代谢抑制效应(nitrogencataboliterepression,NCR)调控。GATA家族是介导NCR的转录因子,在隐球菌缺乏或限制氮源的情况下参与调节NCR敏感基因290研究证明，2个GATA家族转录因子基因GAT1和CIR1分别调控渗透酶和脱氨酶基因的表达，在氮源影响和NCR调控下参与影响氮源依赖性5-氟胞密D定耐药性29oUXS1基因催化隐球菌荚膜多糖必需成分的供体分子UDP-葡萄糖醛酸的产生，UXS1突变导致细胞内UDP-葡萄糖醛酸的积累和核苜酸代谢的改变，从而下调FCY2,并减少细胞对药物的摄取290也可能通过抑制5-氟胞口密咤及其毒性衍生物氟尿嚓D定的毒性来增加耐药性3101.3.2隐球菌耐药情况全球每年约有22万人死于人类免疫缺陷病毒(humanimmunodeficiencyvirus,HIV)相关隐球菌脑膜炎，其中约10%由耐药隐球菌引起。一项研究对德国隐球菌病参考实验室2011年至2017年收集的共133例新型隐球菌分离株进行分析,发现1.6%的氟康嗖分离株和2.3%的5-氟胞口密咤分离株MIC高于流行病学临界值32o项研究评估了1988年至2017年的29篇报道，分析从HIV感染者中分离的4995株隐球菌对氟康嗖耐药的情况，结果显示所有分离株对氟康嘤的平均耐药率为12.1%33o现推荐两性霉素B和5-氟胞Il密陡作为儿童中枢神经系统隐球菌感染和播散性隐球菌病的治疗药物，氟康嘤用于儿童隐球菌病的维持治疗34o2、对策与展望耐药菌株数量的增加使新药和新治疗方案的研究迫在眉睫。如何合理应用抗真菌药物，减少真菌耐药的产生，是当下亟待解决的问题。2.1 开发新的抗真菌药物目前抗真菌药物种类较少真菌耐药和交叉耐药的出现，给真菌治疗及药物研发带来困难。一些新的抗真菌药物正在研发，如四嗖化合物VT-1129.VT-1161和VT-1598等5o尽管四嗖类药物的作用机制与其他嗖类药物一致，但由于其紧密的结合或独特的结合位点，与氟康理相比，四嗖类对念珠菌的作用提高了40倍4o棘白菌素口服生物利用度很低,为了发挥棘白菌素最大的抗真菌效应,目前正在着力于开发棘白菌素类似物和可以改善口服吸收的新型葡聚糖靶向分子3Jo例如，瑞扎芬净是一种新型棘白菌素，其具有优异的化学稳定性、长效药代动力学和高安全性35o研究发现,抗真菌肽SPl能够与葡萄糖醛酸木甘露聚糖相互作用,破坏隐球菌荚膜多糖，增强巨噬细胞的黏附和吞噬作用，减少隐球菌在巨噬细胞内的复制，抑制隐球菌生物膜的形成，表明SP1可能作为治疗隐球菌病的候选药物250麦角笛醇的产生依赖铁依赖性酶和氧,笛醇生物合成、铁稳态和氧敏密不可分，影响铁稳态和氧敏有望成为新的治疗靶点36L2.2 保护高危人群，正确使用药物从源头上减少IFD的产生，减少抗真菌药物的使用。加强对高危人群的保护，如免疫功能低下人群等。注重相关预测因素（如低蛋白血症），关注危险因素，正确应用抗真菌药物，减少IFD的产生，降低死亡率。念珠菌、曲霉和隐球菌感染是真菌感染中的常见类型，随着抗真菌药物的广泛使用和感染患者的增多，环境应激、基因突变等导致的真菌耐药引起了人们的关注。不同真菌种类的耐药机制有相似点，也有各自的特别之处。根据真菌耐药现状、患者和环境的特异性，及时准确地选择合适的抗真菌药物治疗，将改善真菌耐药和患者预后。