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本研究利用卡尔加里生物膜装置(CBD),评估了 manogepix(MNGX)等 5 种药物对浮游态和成熟生物膜态念珠菌(Candida spp.)的活性。结果显示生物膜相关 MIC、MBC 等显著高于浮游态,MNGX 抗生物膜活性最强,为治疗相关感染提供新方向。
研究背景与方法
真菌生物膜是附着于生物或非生物表面的微生物群落,由胞外聚合物基质(ECM)包裹,其结构和成分赋予生物膜细胞对抗菌剂的高耐受性,导致相关感染治疗困难。念珠菌属(Candida spp.)是形成生物膜的重要病原菌,可在医疗设备表面定植,引发持续性感染。本研究采用卡尔加里生物膜装置(CBD),评估 manogepix(MNGX)、ibrexafungerp(IBF)、amphotericin B(AMB)、rezafungin(RZF)和 caspofungin(CAS)对白色念珠菌(C. albicans)、耳念珠菌(C. auris,含 I-IV 进化枝)和副念珠菌(C. parapsilosis)浮游态细胞及成熟生物膜的活性,药物浓度范围为 0.12–128 μg/mL,检测指标包括最小抑菌浓度(MIC)、最小杀菌浓度(MBC)、最小生物膜根除浓度(MBEC)和最小生物膜损伤浓度(MBDC)。
关键结果
浮游态与生物膜态抗菌活性差异
所有菌株的浮游态细胞 MIC 值均≤2 μg/mL,但生物膜相关的 MIC、MBC、MBEC 和 MBDC 显著更高(2–4,119 倍)。例如,耳念珠菌进化枝 IV 临床菌株的 MBEC 值较浮游态 MIC 增加达 4,119 倍,显示生物膜对抗菌剂的高度耐受性。
不同药物的抗生物膜活性
- MNGX:整体抗生物膜活性最强,几何平均(GM)MBEC 值为 5.9 μg/mL,尤其对白色念珠菌和副念珠菌效果显著,但对耳念珠菌进化枝 IV 菌株效果较差(MBEC≥64 μg/mL)。
- IBF:对耳念珠菌进化枝 IV 生物膜活性优于 MNGX,GM MBEC 值为 12.7 μg/mL。
- AMB:尽管整体效力非最高,但生物膜相关指标较浮游态 MIC 的倍数增加最小(2–32 倍),显示其活性受生物膜影响较小。
- CAS:抗生物膜活性最低,对耳念珠菌和副念珠菌生物膜的 MBEC 值高达 80.6–256 μg/mL。
菌种间差异
根除耳念珠菌和副念珠菌生物膜所需药物浓度显著高于白色念珠菌。例如,RZF 和 CAS 对副念珠菌生物膜的 MBEC 值需较白色念珠菌提高 42 倍,反映不同菌种生物膜结构和耐药机制的差异。
讨论与结论
MNGX 通过抑制真菌 Gwt1 酶,干扰糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定蛋白合成,破坏生物膜形成,但其对耳念珠菌进化枝 IV 的效果差异可能与菌株基因组变异(如 TAC1b 突变导致 CDR1 表达增加)有关。AMB 因可直接破坏真菌细胞膜,受生物膜基质影响较小,表现出稳定的抗菌活性。
研究表明,新型抗真菌药物在抗生物膜感染中具有潜力,但需关注菌种和菌株差异。未来需进一步探索联合用药策略及生物膜耐药的分子机制,为临床治疗提供更精准的方案。