ATR-FTIR光谱技术鉴定耐药性念珠菌株的分子标记：一种快速诊断新策略

本研究针对真菌感染率上升及耐药性加剧的临床挑战，采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）技术，分析了白色念珠菌（Candida albicans）、光滑念珠菌（Candida glabrata）和都柏林念珠菌（Candida dubliniensis）的耐药性分子标记。通过最小抑菌浓度（MIC）测定结合光谱数据分析，首次揭示了抗真菌药物特异性光谱标记，为开发快速诊断工具奠定基础，对优化临床治疗策略具有重要意义。

　　

论文解读

真菌感染已成为全球公共卫生的重大威胁，每年导致约170万死亡病例。其中，念珠菌属（Candida）是医院获得性感染的主要病原体，尤其是白色念珠菌（占临床分离株的37%）和光滑念珠菌（27%）。随着抗真菌药物如唑类（如氟康唑Fluconazole）、棘白菌素（如米卡芬净Micafungin）和聚烯类（如两性霉素B Amphotericin B）的广泛使用，耐药菌株比例持续攀升。传统药敏试验耗时24-48小时，延误治疗时机。因此，开发快速、无试剂的耐药性检测方法迫在眉睫。

针对这一挑战，波兰克拉科夫AGH大学和卢布林医科大学的研究团队在《Scientific Reports》发表了一项开创性研究。他们利用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）技术，首次系统鉴定了三种临床相关念珠菌的耐药性分子标记。该技术通过检测样本对红外光的吸收，可一次性获取脂质、蛋白质、多糖等生物分子的"化学指纹"，具有高灵敏度、快速（单次检测仅需分钟）和无需预处理等优势。

关键技术方法
研究团队从卢布林医科大学微生物学系获取临床分离株，通过浓度梯度条（MTS）测定最小抑菌浓度（MIC），依据EUCAST标准划分敏感/耐药组。采用ATR-FTIR采集4000-900 cm^-1光谱范围数据，经基线校正、Savitzky-Golay平滑和二阶导数变换增强分辨率。通过曼-惠特尼U检验（p<0.05或p<0.1）分析耐药与敏感菌株的光谱差异。

研究结果

耐药性特异性光谱标记

1. 白色念珠菌：氟康唑耐药株显示1716 cm^-1（脂质C=O键）和1515 cm^-1（酰胺II蛋白）强度显著升高；泊沙康唑耐药株则出现2958 cm^-1（脂质CH₃）和2850/2873 cm^-1比值下降，提示细胞膜脂质重构。
2. 光滑念珠菌：氟康唑耐药株的1655 cm^-1（α-螺旋蛋白）强度增加，而762 cm^-1（葡聚糖）降低；阿尼芬净耐药株表现为1742 cm^-1（磷脂酯）和1154 cm^-1（β(1→3)-葡聚糖）升高，反映细胞壁重塑。
3. 都柏林念珠菌：伏立康唑耐药株的1717 cm^-1（脂质）强度降低，而1515 cm^-1（酰胺II）升高，暗示膜蛋白相互作用改变。

多药耐药标记
白色念珠菌对阿尼芬净+米卡芬净双重耐药时，2873 cm^-1（脂质）和2918/2958 cm^-1比值显著下降，表明跨膜转运蛋白可能参与耐药机制。

讨论与意义
该研究首次证实ATR-FTIR光谱标记具有抗真菌药物特异性。例如，白色念珠菌对唑类耐药表现为脂质代谢异常（可能与ERG11基因突变导致的麦角固醇合成受阻相关），而对棘白菌素耐药则与FKS基因突变引发的β(1,3)-葡聚糖合成改变有关。尽管存在样本量限制（如都柏林念珠菌仅14株），但这项试点研究为开发"光谱药敏快检"奠定了基础。未来结合化学计量学（如主成分分析PCA）和大样本验证，有望实现临床耐药菌株的即时判别，优化精准用药策略。

这项由波兰国家科学中心资助的研究，不仅揭示了耐药表型与分子结构的关联，更开辟了"表型组学"研究新范式——通过直接检测功能性生化改变（而非仅基因突变）来解析耐药机制。正如作者Agnieszka Drózdzi强调："光谱标记反映的是实际发挥作用的耐药机制，这对临床决策至关重要。"