光滑念珠菌的流行現(xiàn)狀與耐藥機(jī)制

沈銀忠, 張永信

2.復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院感染科。

既往人們認(rèn)為光滑念珠菌是人體黏膜組織的非致病性的共生菌,只是偶爾引起機(jī)會(huì)感染。然而,隨著免疫抑制劑在臨床的廣泛使用,以及免疫缺陷人群的增多,尤其是艾滋病疫情的蔓延,光滑念珠菌在臨床的檢出率明顯增加,在某些地區(qū)光滑念珠菌已成為僅次于白念珠菌的第2位或第3位的常見念珠菌[1]。光滑念珠菌對(duì)常用抗真菌藥物的敏感性低,對(duì)三唑類藥物尤其是氟康唑的耐藥率高[2],由其引起感染的治療相對(duì)較為困難,其所致系統(tǒng)性感染的病死率高[3]。近年來光滑念珠菌已引起人們的關(guān)注和重視,光滑念珠菌的研究取得了一些進(jìn)展,本文就光滑念珠菌的流行現(xiàn)狀與耐藥機(jī)制作一綜述。

一、光滑念珠菌的流行病學(xué)

近年來,白念珠菌在臨床的分離率有所下降,而非白念珠菌的分離率有所升高,其中,由光滑念珠菌引起的感染明顯增加。Trick等[4]研究表明自1993年開始光滑念珠菌就成為美國ICU念珠菌血癥的重要病原菌,調(diào)查顯示從1989—1999年,由白念珠菌引起的血流感染的發(fā)病率輕度下降,而由光滑念珠菌所致的血流感染輕度上升,光滑念珠菌是引起念珠菌血癥的第2位常見病原菌。從全球范圍來看,光滑念珠菌血癥約占血流感染的15%,在北美光滑念珠菌血癥占血流感染的22%,在拉丁美洲占4%～6%[5],光滑念珠菌也是醫(yī)院感染的重要病原真菌。

近年來,光滑念珠菌已成為口腔黏膜的重要病原真菌,既可以與白念珠菌一起引起混合感染,也可單獨(dú)引起口腔黏膜感染[6]。Masiá Canuto等[6]發(fā)現(xiàn)從艾滋病患者口腔病灶分離出的非白念珠菌中,光滑念珠菌最為多見,由光滑念珠菌引起的口腔感染占艾滋病患者口腔念珠菌感染的14%。

光滑念珠菌也是分離自尿液的第2位常見病原真菌,光滑念珠菌是引起尿路念珠菌感染的第2位病原真菌。光滑念珠菌是外陰陰道念珠菌病(VVC)的常見病原真菌。有研究顯示光滑念珠菌是引起VVC最常見的非白念珠菌,從VVC患者病灶部位分離的念珠菌中,光滑念珠菌占34.5%[7]。

光滑念珠菌在人群的定植率和感染率與人群的年齡有關(guān)。在嬰兒和兒童中光滑念珠菌定植和感染均極為少見,隨著年齡的增長,光滑念珠菌的定植率和感染率均明顯升高[8]。光滑念珠菌的流行狀況與地理位置、年齡、人群以及氟康唑的使用狀況等因素有關(guān)[9]。目前認(rèn)為光滑念珠菌感染的危險(xiǎn)因素包括 ：HIV 感染 、糖尿病 、長時(shí)間住院、手術(shù)、導(dǎo)尿 、靜脈留置導(dǎo)管以及先前使用過抗生素或氟康唑等。

與其他非白念珠菌相比,光滑念珠菌引起的感染的病死率最高,光滑念珠菌感染的病死率為40%～70%[10],腫瘤患者和骨髓移植患者發(fā)生的光滑念珠菌血癥的病死率分別高達(dá)50%和100%[1]。

二、光滑念珠菌的耐藥機(jī)制

(一)光滑念珠菌的耐藥性 光滑念珠菌引起人們關(guān)注的一個(gè)重要原因就是其對(duì)常用抗真菌藥物包括兩性霉素B的敏感性低。耐藥性已成為影響臨床治療光滑念珠菌感染療效的主要原因。

兩性霉素B對(duì)絕大多數(shù)侵襲性真菌感染具有良好的療效,然而,光滑念珠菌可對(duì)兩性霉素B產(chǎn)生繼發(fā)耐藥[11]。盡管氟胞嘧啶在體外對(duì)念珠菌有抗菌活性,但光滑念珠菌對(duì)氟胞嘧啶原發(fā)或繼發(fā)耐藥也較為多見[11]。

三唑類抗真菌藥物是目前臨床應(yīng)用最多的抗真菌藥物,然而,光滑念珠菌對(duì)三唑類抗真菌藥物的MIC值偏高,可對(duì)三唑類藥物原發(fā)耐藥,也可出現(xiàn)繼發(fā)耐藥,臨床以繼發(fā)耐藥多見,光滑念珠菌對(duì)三唑類藥物存在交叉耐藥。研究表明光滑念珠菌在接觸氟康唑后能迅速產(chǎn)生耐藥性,在接受氟康唑治療過程中,20%菌株可出現(xiàn)耐藥[10]。光滑念珠菌對(duì)三唑類藥物的敏感性具有“雙峰”的特征,即一部分菌株可以對(duì)三唑類藥物表現(xiàn)為耐藥,而另一些菌株則可以表現(xiàn)為敏感[11]。近年來光滑念珠菌對(duì)氟康唑的耐藥率呈上升趨勢[2],光滑念珠菌對(duì)三唑類藥物的耐藥率具有明顯的地區(qū)差異[12]。據(jù)報(bào)道,光滑念珠菌對(duì)氟康唑的耐藥率在美國為7%～14%,在歐洲為3.7%～40%,在巴西為4.3%～5.7%。2001—2003年期間亞太地區(qū)光滑念珠菌對(duì)氟康唑的耐藥率為10.6%。

(二)光滑念珠菌對(duì)三唑類藥物的耐藥機(jī)制 光滑念珠菌對(duì)三唑類藥物敏感性低的機(jī)制并不十分清楚。近年來,人們已就光滑念珠菌對(duì)三唑類藥物產(chǎn)生耐藥性的機(jī)制進(jìn)行了研究并取得了一些進(jìn)展。

1.真菌細(xì)胞內(nèi)藥物外排增強(qiáng)：研究顯示耐氟康唑光滑念珠菌細(xì)胞內(nèi)藥物濃度降低,與此同時(shí)能量依賴性藥物外排增加,因此,目前認(rèn)為光滑念珠菌對(duì)三唑類藥物耐藥的機(jī)制之一就是藥物在真菌細(xì)胞內(nèi)的積聚減少,而細(xì)胞內(nèi)藥物濃度降低主要是由細(xì)胞內(nèi)的藥物外排增強(qiáng)所致,后者與具有藥物外排功能的多藥耐藥蛋白(multidrug resistance protein,MRP)有關(guān),與光滑念珠菌藥物外排有關(guān)的MRP是ATP結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(ABC-transporters)[13]。與光滑念珠菌耐藥密切相關(guān)的 ATP結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是Cdr1p和Cdr2p,分別由CDR1和CDR2編碼。研究表明光滑念珠菌對(duì)氟康唑耐藥性的形成與CDR1、CDR2基因的過度表達(dá)有關(guān)[14]。Posteraro等[15]發(fā)現(xiàn)氟康唑耐藥菌株CDR1和CDR2 mRNA的表達(dá)分別上調(diào)了12.4～483倍和3.9～70.6倍。Sanglard等[13]對(duì)分離自艾滋病的兩對(duì)在遺傳學(xué)上嚴(yán)格配對(duì)的光滑念珠菌的耐藥性進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)：2株氟康唑耐藥株CDR1 mRNA的表達(dá)量分別上調(diào)了5倍和8倍,在對(duì)耐藥菌株的CDR1作缺失突變之后,突變菌株則恢復(fù)對(duì)氟康唑敏感,且真菌細(xì)胞內(nèi)氟康唑積聚也增多。作者認(rèn)為CDR1表達(dá)上調(diào)進(jìn)而引起Cdr1p的藥物外排能力增強(qiáng)是光滑念珠菌耐藥形成的主要機(jī)制。Miyazaki等[16]等發(fā)現(xiàn)耐藥株中CDR2表達(dá)上調(diào)而真菌細(xì)胞內(nèi)氟康唑濃度降低,作者認(rèn)為CDR2上調(diào)引起藥物外排增強(qiáng)是光滑念珠菌耐藥性形成的機(jī)制之一。Bennett等[17]發(fā)現(xiàn)耐藥光滑念珠菌CDR1及CDR2 mRNA的表達(dá)均上調(diào),同時(shí)真菌細(xì)胞內(nèi)氟康唑濃度降低,這提示光滑念珠菌可通過上調(diào)CDR1及CDR2的表達(dá)而使轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)能力增強(qiáng),從而形成耐藥性。

CDR1和CDR2在耐藥形成中的作用大小不同。Sanglard等[13]對(duì)光滑念珠菌的耐藥機(jī)制進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)：耐藥株CDR1 mRNA的表達(dá)量明顯上調(diào),而CDR2 mRNA的表達(dá)量變化不大,作者認(rèn)為CDR1對(duì)光滑念珠菌的獲得性耐藥起決定作用,CDR2在耐藥性形成中的作用不及 CDR1。Shin等[18]研究發(fā)現(xiàn)光滑念珠菌氟康唑耐藥株CDR1和CDR2 mRNA的表達(dá)量分別比敏感株上調(diào)13.2倍和3.5倍,CDR1 mRNA的表達(dá)量上調(diào)幅度明顯高于 CDR2;Sanguinetti等[14]發(fā)現(xiàn)氟康唑耐藥株CDR1 mRNA的表達(dá)量明顯上調(diào),而CDR2 mRNA的表達(dá)量僅輕度上調(diào)。由此可見,CDR1與光滑念珠菌耐藥性的關(guān)系更為密切,在耐藥形成中的作用更大。研究表明,CDR1與CDR2所編碼的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在氨基酸序列上有70%以上的同源性,所轉(zhuǎn)運(yùn)的底物也大致相似,但Cdr1p的藥物外排能力更強(qiáng),故在光滑念珠菌耐藥性形成中所發(fā)揮的作用較Cdr2p大[19]。

耐藥菌株CDR1和CDR2上調(diào)表達(dá)的調(diào)控機(jī)制尚不十分清楚。Vermitsky等[20]認(rèn)為 CDR1與CDR2的表達(dá)是由一個(gè)共同的機(jī)制來進(jìn)行調(diào)控的。研究表明CDR1與CDR2具有相同的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子。Tsai等[21]研究發(fā)現(xiàn)光滑念珠菌PDR1能調(diào)節(jié)ATP結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因的表達(dá),在光滑念珠菌耐藥性形成中發(fā)揮重要的作用,PDR1突變可引起PDR1 mRNA表達(dá)的上調(diào),進(jìn)而上調(diào) CDR1的表達(dá)。

2.藥物作用靶酶發(fā)生改變：三唑類抗真菌藥物主要通過抑制真菌細(xì)胞膜麥角固醇合成通路上的細(xì)胞色素 P-450羊毛固醇14α-去甲基化酶(14-DM)的催化活性來發(fā)揮抗真菌的作用。14-DM由ERG11編碼,研究表明光滑念珠菌ERG11 mRNA的上調(diào)表達(dá)與光滑念珠菌耐藥有關(guān)[22]。Marichal等[22]發(fā)現(xiàn)耐藥光滑念珠菌ERG11 mRNA的表達(dá)量比敏感株增加了8倍。ERG11表達(dá)上調(diào)引起14-DM發(fā)生改變,三唑類藥物在光滑念珠菌細(xì)胞內(nèi)必須有更高的藥物濃度才能發(fā)揮其阻斷靶酶合成的作用,藥物由于不能充分發(fā)揮其阻斷作用而形成耐藥性[11]。Niimi等[23]研究表明光滑念珠菌在接觸氟康唑后,可以迅速誘導(dǎo)光滑念珠菌膜蛋白14-DM的表達(dá),14-DM從幾乎難以檢測到的水平變?yōu)榧?xì)胞膜中的主要成分之一。Rogers等[24]發(fā)現(xiàn)耐藥菌株14-DM 的表達(dá)量高于敏感株。這些研究說明光滑念珠菌可通過上調(diào)ERG11 mRNA的表達(dá),引起14-DM表達(dá)量增多而形成耐藥性。

光滑念珠菌ERG11突變是否與其耐藥性有關(guān)目前尚無定論。Sanguinetti等[14]發(fā)現(xiàn)光滑念珠菌氟康唑耐藥株ERG11存在多個(gè)同義突變,但未發(fā)現(xiàn)ERG11存在錯(cuò)義突變。Brun等[25]對(duì)呼吸缺陷型光滑念珠菌(由線粒體DNA突變所致)耐藥機(jī)制進(jìn)行研究時(shí)分析了ERG11的突變情況,共發(fā)現(xiàn)了6個(gè)點(diǎn)突變,每個(gè)點(diǎn)突變在親本株與耐藥株中均出現(xiàn),且均為同義突變,作者同樣未發(fā)現(xiàn)ERG11存在錯(cuò)義突變或移碼突變。盡管這些研究尚未發(fā)現(xiàn)因ERG11突變引起靶酶氨基酸改變而導(dǎo)致的光滑念珠菌對(duì)氟康唑耐藥,但這些研究所檢測的菌株數(shù)均有限,而ERG11突變是否影響ERG11的表達(dá)亦不清楚,因此,目前尚不能排除ERG11突變參與光滑念珠菌耐藥性形成的可能,ERG11突變在光滑念珠菌臨床分離株耐藥性形成中的作用仍需進(jìn)一步研究。

3.線粒體功能的缺失：光滑念珠菌耐藥的另一機(jī)制是在氟康唑的作用下光滑念珠菌出現(xiàn)線粒體功能缺失[26]。線粒體功能缺失的突變株對(duì)氟康唑耐藥,但線粒體功能的缺失是可逆的,突變菌株能在線粒體功能缺失(氟康唑耐藥狀態(tài))與功能正常(氟康唑敏感狀態(tài))之間頻繁轉(zhuǎn)換,有些菌株體外藥敏試驗(yàn)表現(xiàn)為對(duì)氟康唑敏感,但在氟康唑的作用下,光滑念珠菌在體內(nèi)可以發(fā)生表型轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換為對(duì)氟康唑耐藥,因此,臨床上使用氟康唑治療仍無效[26]。呼吸缺陷型光滑念珠菌由于線粒體功能的缺失可出現(xiàn)對(duì)氟康唑耐藥[26],法國學(xué)者Brun等[25]對(duì)其耐藥機(jī)制進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)：突變體 CDR1表達(dá)明顯上調(diào),CDR2表達(dá)僅輕度上調(diào),而ERG11表達(dá)無變化,故認(rèn)為CDR1上調(diào)表達(dá)是呼吸缺陷型光滑念珠菌耐藥形成的主要機(jī)制。

4.光滑念珠菌耐藥形成機(jī)制的多樣性和復(fù)雜性：目前的研究表明光滑念珠菌的耐藥性主要與ERG11、CDR1和CDR2有關(guān),但是這些耐藥相關(guān)基因和機(jī)制均不能解釋臨床上所有的耐藥現(xiàn)象。Redding等[27]研究發(fā)現(xiàn)：分離自同一患者的2株耐氟康唑光滑念珠菌中,1株耐藥菌ERG11、CDR1和CDR2 mRNA的表達(dá)明顯上調(diào),而另1耐藥株相應(yīng)基因mRNA的表達(dá)卻正常。盡管目前認(rèn)為ERG11表達(dá)上調(diào)與耐藥有關(guān),但很多研究顯示耐藥光滑念珠菌ERG11表達(dá)并無上調(diào)[14,25]。由此可見,單個(gè)耐藥相關(guān)基因或單一耐藥機(jī)制均不能解釋光滑念珠菌全部的耐藥現(xiàn)象。目前認(rèn)為光滑念珠菌耐藥性的形成是一個(gè)涉及多種機(jī)制的復(fù)雜過程,其耐藥性常是多種機(jī)制共同作用的結(jié)果[14,27]。隨著蛋白質(zhì)組學(xué)的興起,人們通過蛋白質(zhì)組研究發(fā)現(xiàn)了一些可能與光滑念珠菌耐藥性有關(guān)的蛋白質(zhì)。Marichal等[22]對(duì)光滑念珠菌氟康唑耐藥株和敏感株進(jìn)行蛋白質(zhì)組分析后發(fā)現(xiàn)耐藥株中至少有25種蛋白質(zhì)表達(dá)量增加和76種蛋白質(zhì)表達(dá)量減少,作者認(rèn)為這些差異表達(dá)蛋白質(zhì)可能為耐藥相關(guān)蛋白質(zhì)。Rogers等[24]發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室誘導(dǎo)的光滑念珠菌氟康唑耐藥株中存在25個(gè)差異表達(dá)蛋白質(zhì),認(rèn)為這些差異表達(dá)蛋白質(zhì)均可能與耐藥形成有關(guān)。這些差異表達(dá)蛋白質(zhì)的鑒定為發(fā)現(xiàn)新的耐藥基因和耐藥機(jī)制奠定了理論基礎(chǔ)。

(三)光滑念珠菌對(duì)多烯類抗真菌藥物的耐藥機(jī)制 麥角固醇合成旁路中相關(guān)酶的編碼基因發(fā)生突變導(dǎo)致真菌細(xì)胞膜中麥角固醇減少或缺乏是真菌對(duì)多烯類抗真菌藥物耐藥形成的重要機(jī)制[11]。Vandeputte等[28]研究發(fā)現(xiàn)：對(duì)兩性霉素B耐藥的光滑念珠菌的細(xì)胞膜中麥角固醇缺乏而麥角固醇合成過程中的一些中間產(chǎn)物則明顯增多。進(jìn)一步檢測發(fā)現(xiàn)耐藥光滑念珠菌ERG6中存在點(diǎn)突變,引起所編碼的氨基酸發(fā)生改變,而催化一些中間產(chǎn)物合成的酶的編碼基因的mRNA的表達(dá)明顯上調(diào)?？梢?ERG6突變可以導(dǎo)致光滑念珠菌對(duì)兩性霉素B耐藥。

三、結(jié)語

光滑念珠菌已成為臨床常見的念珠菌,由其所致的黏膜和系統(tǒng)性感染不斷增多。光滑念珠菌的流行狀況與地區(qū)、人群以及抗真菌藥物的使用情況等因素有關(guān),應(yīng)加強(qiáng)對(duì)光滑念珠菌流行病學(xué)的研究以進(jìn)一步明確光滑念珠菌感染的危險(xiǎn)因素、流行狀況和耐藥變化趨勢。光滑念珠菌對(duì)包括兩性霉素B在內(nèi)的常用抗真菌藥物的敏感性低,由其所致感染的治療存在困難。光滑念珠菌 ERG11、CDR1和CDR2過度表達(dá)與其對(duì)三唑類藥物的耐藥性有關(guān),ERG6突變與其對(duì)多烯類藥物的耐藥性有關(guān),光滑念珠菌的耐藥性是多種機(jī)制共同作用的結(jié)果,其中許多機(jī)制仍有待進(jìn)一步闡明。

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