?新疆地區侵襲性念珠菌感染菌株耐藥性特征及分子機制研究(二)
3.2.3對唑類藥物的敏感性
oCelloScope微生物快速藥敏監測系統對4種唑類藥物(氟康唑、伊曲康唑、伏立康唑、泊沙康唑)的檢測結果顯示,111株念珠菌對唑類藥物的耐藥率存在明顯差異,整體耐藥率依次為氟康唑7.1%、伊曲康唑7.1%、伏立康唑3.6%、泊沙康唑10.7%。
不同種類念珠菌對唑類藥物的敏感性差異顯著:
光滑念珠菌:對伏立康唑和泊沙康唑的耐藥率較高,分別為70.00%(14/20)和45.00%(9/20),明顯高于其對氟康唑(5.00%,1/20)和伊曲康唑(5.00%,1/20)的耐藥率;
熱帶念珠菌:對泊沙康唑的耐藥率最高,達64.71%(11/17),對氟康唑、伊曲康唑、伏立康唑的耐藥率分別為23.53%(4/17)、11.76%(2/17)和17.65%(3/17);
克柔念珠菌:除對氟康唑天然耐藥外,對其他3種唑類藥物的耐藥率為12.50%(1/8);
葡萄牙念珠菌:對所有4種唑類藥物均100%敏感,未檢測到耐藥菌株;
近平滑念珠菌:對泊沙康唑和伊曲康唑的敏感率為100%,對氟康唑的耐藥率為33.33%(1/3),對伏立康唑無耐藥菌株,但有33.33%(1/3)的菌株表現為中介。
綜上,本研究通過oCelloScope微生物快速藥敏監測系統共篩選出33株唑類耐藥/非野生型念珠菌,包括6株白念珠菌、14株光滑念珠菌、11株熱帶念珠菌、1株克柔念珠菌和1株近平滑念珠菌。
3.3目的基因測序結果
3.3.1 ERG11基因突變情況
白念珠菌(6株):共檢測到兩處錯義突變,分別為E266D(谷氨酸→天冬氨酸)和V488I(纈氨酸→異亮氨酸),未發現其他類型的突變;
熱帶念珠菌(11株):僅1株菌株檢測到兩處錯義突變,即Y132F(酪氨酸→苯丙氨酸)和S154F(絲氨酸→苯丙氨酸);8株菌株檢測到同義突變(堿基發生改變,但編碼的氨基酸未發生變化);其余2株菌株未檢測到任何突變;
光滑念珠菌(14株):2株菌株檢測到錯義突變,分別為K108N(賴氨酸→天冬酰胺)和T293I(蘇氨酸→異亮氨酸);其余12株菌株均檢測到同義突變,未發現其他錯義突變或無突變菌株;
克柔念珠菌(1株)和近平滑念珠菌(1株):均未檢測到ERG11基因錯義突變,僅存在少量同義突變或無突變。
3.3.2 PDR1基因突變情況
僅對14株光滑念珠菌進行PDR1基因測序分析,結果顯示14株光滑念珠菌共檢測到7處錯義突變,具體突變位點為D243N(天冬氨酸→天冬酰胺)、S76P(絲氨酸→脯氨酸)、V91I(纈氨酸→異亮氨酸)、L98S(亮氨酸→絲氨酸)、T143P(蘇氨酸→脯氨酸)、F948S(苯丙氨酸→絲氨酸)、K425R(賴氨酸→精氨酸),未發現同義突變或無突變菌株。
4.討論
4.1菌種分布與耐藥性關聯
本研究發現,新疆地區侵襲性念珠菌感染的菌種分布中,白念珠菌(50.45%)仍為優勢菌種,但非白念珠菌(光滑念珠菌18.02%、熱帶念珠菌15.32%)占比顯著高于全國大樣本研究(通常非白念珠菌占比<40%)。這種菌種分布特征與新疆地區特殊的醫療環境、患者基礎疾病及抗真菌藥物使用習慣密切相關。
值得注意的是,非白念珠菌的耐藥率普遍高于白念珠菌。在唑類藥物中,光滑念珠菌對伏立康唑的耐藥率高達70.00%(14/20),熱帶念珠菌對泊沙康唑的耐藥率高達64.71%(11/17),而白念珠菌對唑類藥物的總體耐藥率僅為7.14%(4/56)。這一現象與非白念珠菌的天然耐藥特性及藥物選擇壓力密切相關。
4.2棘白菌素類藥物耐藥特征
本研究中,棘白菌素類藥物對大多數念珠菌仍保持良好的抗菌活性,但光滑念珠菌的耐藥率已達5.00%~10.00%。值得注意的是,本研究首次發現1株光滑念珠菌同時對卡泊芬凈、阿尼芬凈、米卡芬凈三種棘白菌素類藥物耐藥。這一發現與近年來棘白菌素類藥物應用增加所帶來的選擇性壓力密切相關,提示在新疆地區,棘白菌素類藥物的耐藥風險正在上升。
光滑念珠菌對棘白菌素類藥物的耐藥機制主要與FKS1/FKS2基因突變有關,但本研究未對這些基因進行測序分析,因此無法確認該株三耐藥菌株的具體分子機制。未來研究需進一步探索光滑念珠菌棘白菌素耐藥的基因基礎。
4.3唑類藥物耐藥的分子機制
4.3.1 ERG11基因突變與耐藥
ERG11基因編碼真菌細胞膜麥角甾醇合成途徑中的關鍵酶——羊毛甾醇14α去甲基化酶,是唑類藥物的作用靶點。本研究發現,熱帶念珠菌的唑類耐藥與ERG11基因突變密切相關。1株熱帶念珠菌攜帶Y132F和S154F兩處錯義突變,這兩個位點均位于ERG11基因的突變熱點區域,Y132F突變可直接改變酶蛋白的活性中心構象,S154F突變則影響藥物與靶點的結合口袋結構,兩者均已被研究證實可顯著降低唑類藥物對靶酶的抑制活性,最終導致耐藥。
相比之下,白念珠菌中檢測到的E266D和V488I突變與已知的耐藥突變位點不同,且已有文獻證實其與耐藥表型無直接關聯,提示白念珠菌的唑類耐藥可能涉及其他機制,如ERG11基因過表達、外排泵活性增強等。
4.3.2 PDR1基因突變與耐藥
PDR1基因是光滑念珠菌特有的鋅簇轉錄因子編碼基因,其突變可顯著上調外排泵編碼基因(如CDR1、CDR2、SNQ2)的表達,通過增強藥物外排能力,使菌株體內藥物濃度降至有效治療水平以下,從而產生耐藥。本研究對14株光滑念珠菌的PDR1基因測序結果顯示,所有菌株均存在錯義突變,其中S76P、V91I、L98S、T143P、D243N等突變已被文獻證實可導致PDR1基因的持續激活,進而上調CDR1或CDR2的表達。
此外,本研究首次發現K425R和F948S兩個新突變位點,其對PDR1基因功能的影響及是否介導耐藥,需通過進一步的功能驗證實驗確認。這些新突變位點的發現,提示新疆地區光滑念珠菌的耐藥進化可能具有地域特異性。
4.4耐藥機制的菌種特異性
本研究揭示了念珠菌耐藥機制的顯著菌種特異性:
熱帶念珠菌:唑類耐藥主要與ERG11基因突變(Y132F/S154F)相關;
光滑念珠菌:唑類耐藥主要由PDR1基因突變(S76P/V91I等)介導;
白念珠菌:耐藥機制可能更為復雜,涉及多種途徑。
這種菌種特異性耐藥機制的發現,為理解念珠菌耐藥進化提供了重要線索,也解釋了為什么不同菌種對唑類藥物的耐藥率存在顯著差異。
4.5新疆地區耐藥特征的地域性
新疆地區念珠菌的耐藥特征與全國其他地區存在差異。在新疆地區,熱帶念珠菌對泊沙康唑的耐藥率(64.71%)顯著高于全國平均水平(通常<50%),光滑念珠菌對伏立康唑的耐藥率(70.00%)也高于全國平均水平(約50%)。這種差異可能與新疆地區特殊的醫療環境、患者基礎疾病、抗真菌藥物使用習慣及環境因素有關。
值得注意的是,本研究發現的新突變位點K425R/F948S在國內外報道中尚未見提及,提示新疆地區念珠菌的耐藥進化可能具有地域特異性,需進一步開展區域化研究以確認。
5.結論
本研究系統分析了新疆地區侵襲性念珠菌感染菌株的耐藥特征及分子機制,主要發現如下:
1.菌種分布特征:白念珠菌(50.45%)仍為優勢菌種,但非白念珠菌(光滑念珠菌18.02%、熱帶念珠菌15.32%)占比顯著升高,表明新疆地區侵襲性念珠菌感染的菌種構成具有地域特點。
2.耐藥特征:
熱帶念珠菌對泊沙康唑的耐藥率達64.71%(11/17);
光滑念珠菌對伏立康唑的耐藥率達70.00%(14/20);
棘白菌素類藥物對光滑念珠菌的耐藥率已達5.00%~10.00%,并首次發現1株同時對3種棘白菌素類藥物耐藥的菌株。
3.分子機制:
熱帶念珠菌唑類耐藥與ERG11基因Y132F/S154F突變相關;
光滑念珠菌唑類耐藥主要由PDR1基因S76P/V91I/L98S/T143P突變介導;
首次發現K425R/F948S等新突變位點,提示新疆地區念珠菌耐藥進化可能具有地域特異性。
本研究首次系統揭示了新疆地區侵襲性念珠菌感染的耐藥特征和分子機制,為深入理解念珠菌耐藥機制提供了重要科學依據。未來研究應進一步探索新疆地區念珠菌耐藥的進化規律,特別是新發現的突變位點的功能驗證,以及與其他耐藥機制的關聯性,為抗真菌藥物研發和耐藥監測提供更全面的理論支持。
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