白蛋白纳米粒负载米诺环素协同氟康唑抗唑类耐药念珠菌的体内外研究

【字体: 时间:2025年08月06日 来源:BMC Microbiology 4.2

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  本研究针对氟康唑(FLC)耐药念珠菌感染的治疗困境,创新性地构建了牛血清白蛋白(BSA)纳米粒包裹的米诺环素(Min-NPs)。通过体外棋盘稀释实验和小鼠系统性念珠菌感染模型证实,Min-NPs在临床可达到的血药浓度下(<4 μg/mL)即可显著增强FLC对C. albicans和N. glabrata的抗菌活性(50% MIC),其协同机制涉及TOR信号通路和鞘脂代谢的双重调控。该研究为耐药真菌感染提供了新型纳米递送系统联合治疗方案。

  

随着全球真菌感染负担的日益加重,念珠菌感染已成为威胁免疫缺陷患者生命的重大临床挑战。尽管氟康唑(FLC)作为一线抗真菌药物广泛应用,但其抑菌特性导致的长期高剂量使用,促使唑类耐药菌株不断涌现,治疗失败率高达40%。更棘手的是,先前发现的米诺环素(Min)与唑类药物的协同效应受限于Min在人体内难以达到有效浓度(临床最高血药浓度仅3.1-4.1 μg/mL)。这一困境催生了研究者对纳米递送系统的探索。

同济大学医学院上海市皮肤病医院医学真菌学科的研究团队创新性地利用牛血清白蛋白(BSA)构建了米诺环素纳米粒(Min-NPs)。透射电镜显示,这些直径均匀的球形纳米颗粒能稳定载药24小时,载药效率达48.16%,且在280 μg/mL浓度下仍保持100%的细胞安全性。当与FLC联用时,Min-NPs展现出惊人的协同效应:对临床分离的耐药C. albicans和N. glabrata,仅需1-4 μg/mL浓度即可使FLC的50% MIC降低4-16倍。

研究采用多项关键技术:通过BSA纳米组装法制备Min-NPs并表征其理化性质;采用CLSI M27-A4标准进行体外棋盘稀释实验;建立免疫抑制小鼠系统性念珠菌感染模型评估疗效;利用CRISPR-Cas9构建CDR1基因缺失株;通过qRT-PCR分析TOR通路和鞘脂代谢相关基因表达。

制备和表征Min-NPs

通过DTT预处理BSA暴露硫醇基团,成功构建粒径均一的球形纳米粒。紫外光谱证实Min特征吸收峰(348 nm),24小时缓释实验显示持续释放特性,HEK 293T细胞实验验证其生物相容性。

体外抗真菌活性分析

棋盘实验显示Min-NPs与FLC组合对C. albicans R14株的FICI指数达0.25/1(S),显著优于单药组。值得注意的是,Min-NPs单独使用时几乎无抗真菌活性,表明其作用机制为调节FLC敏感性而非直接杀菌。

体内治疗效果验证

在免疫抑制小鼠模型中,Min-NPs+FLC组存活率达66%(对照组11天内全部死亡),肾脏真菌负荷(CFU/g)降低最显著。PAS染色显示该组肾脏真菌浸润最少,且血清ALT、BUN等指标证实其安全性。

协同机制解析

意外发现CDR1基因敲除后协同效应依然存在,提示存在新机制。qPCR揭示Min-NPs特异性下调RTG1(TOR通路转录因子)、FEN1和IPT1(鞘脂合成酶)的表达,而FLC单独处理无此效应,表明存在双通路调控机制。

该研究突破性地证明,白蛋白纳米粒可有效提升米诺环素的生物利用度,使其在临床安全浓度范围内即可逆转念珠菌对FLC的耐药性。不同于传统认为的CDR1外排泵机制,Min-NPs通过创新性地干扰真菌TOR信号和鞘脂代谢双重通路发挥协同作用。这种纳米递送策略不仅为耐药真菌感染提供了具转化前景的治疗方案,其作用机制的发现更为抗真菌药物研发开辟了新靶点。研究团队特别指出,下一步将扩大临床菌株验证范围,并探索该策略对其他难治性真菌(如曲霉菌)的适用性。

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