综述:WHO关键优先级真菌:抗真菌耐药性、新兴治疗策略及抗真菌肽潜力的综合评述

《International Journal of Molecular Sciences》:WHO Critical Priority Fungi: A Comprehensive Review of Antifungal Resistance, Emerging Therapeutic Strategies, and the Potential of Antifungal Peptides

【字体: 时间:2026年09月14日 来源:International Journal of Molecular Sciences 5.6

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  大量临床研究已确凿证明,真菌感染构成了日益严峻的全球健康威胁。白色念珠菌(Candida albicans)、耳念珠菌(C. auris)、烟曲霉(Aspergillus fumigatus)和新型隐球菌(Cryptococcus neoformans)被世界

  
大量临床研究已确凿证明,真菌感染构成了日益严峻的全球健康威胁。白色念珠菌(Candida albicans)、耳念珠菌(C. auris)、烟曲霉(Aspergillus fumigatus)和新型隐球菌(Cryptococcus neoformans)被世界卫生组织列为关键优先级真菌,原因在于其广泛流行、侵袭性真菌病相关的高死亡率以及耐药菌株的不断扩散。目前可用的抗真菌药物库,包含四大类(唑类、多烯类、棘白菌素类和氟胞嘧啶),严重不足。对这些药物的耐药性在全球范围内不断加剧,而新药的获批速度却异常缓慢。本综述全面概述了关键优先级真菌对传统及新兴抗真菌药物产生耐药的分子机制,包括近期获批和处于研究阶段的药物,如奥替康唑(oteseconazole)、瑞沙芬净(rezafungin)、艾瑞芬净(ibrexafungerp)、福斯马诺吉普(fosmanogepix)和奥罗罗非姆(olorofim)。研究人员探讨了当前克服耐药性的策略,包括联合疗法、药物重定位、靶向递送、抗生物膜方法、免疫疗法以及天然抗真菌化合物的应用。特别强调了源自植物、动物、细菌和真菌的抗真菌肽及其合成类似物,这些物质均已被证明对关键优先级真菌有效。本综述主要关注抗真菌肽的分子靶点,以及在长期暴露下真菌对抗真菌肽产生耐药性的发展情况,并与传统抗真菌药进行比较,以评估其作为下一代抗真菌药物原型的潜力。
2. 传统与新型抗真菌药物及WHO关键优先级真菌的耐药性
近期数据显示,WHO关键优先级真菌正对目前临床用于治疗浅表和侵袭性真菌病的四类抗真菌药物产生耐药性。这是一个重大问题,限制了治疗方案并恶化了临床结局。
2.1. 唑类
唑类药物对念珠菌属、曲霉属和隐球菌属真菌具有活性,是许多临床病例(包括侵袭性曲霉病)的首选药物,但此类药物主要为抑菌性且伴有严重的副作用。耳念珠菌和白色念珠菌逃避唑类药物作用的分子策略大致相似,但这些物种的耐药性临床和流行病学模式存在显著差异。白色念珠菌的耐药性主要是长期接触唑类药物所致,导致复发性和突破性感染,并依赖于转录重编程。耳念珠菌分离株通常对氟康唑敏感性降低,且大多数携带额外的ERG11基因耐药突变。新型隐球菌的唑类耐药性临床数据差异很大。氟康唑异质性耐药在临床分离株中常见。临床上越来越多地遇到耐唑类药物的烟曲霉分离株,削弱了一线唑类药物的疗效。耐药性既可源于长期治疗,也可源于环境中唑类杀菌剂的暴露。
2.2. 多烯类
在多烯类药物中,两性霉素B具有杀菌活性,用于治疗危及生命的真菌病,但其毒性高、水溶性低。白色念珠菌对多烯类的耐药性远低于唑类,涉及甾醇代谢及其转录调控的改变。耳念珠菌对两性霉素B的敏感性通常显著低于其他念珠菌物种,这主要归因于膜甾醇组成的差异、适应性线粒体反应和氧化还原稳态的改变。新型隐球菌对两性霉素B的耐药性被认为极为罕见,通常归因于麦角甾醇生物合成的改变。烟曲霉很少对两性霉素B产生耐药性,其分子基础尚不完全清楚。
2.3. 棘白菌素类
棘白菌素类对大多数念珠菌物种有杀菌作用,是治疗念珠菌血症和侵袭性念珠菌病的一线药物。白色念珠菌和耳念珠菌对棘白菌素的耐药性通常源于编码葡聚糖合酶催化亚基的基因突变。棘白菌素对新型隐球菌无效,该真菌表现出内在耐药性,这与大的多糖荚膜和独特的细胞壁结构有关。在侵袭性曲霉病中,棘白菌素仅对曲霉属有抑菌作用,常与多烯类或唑类联用以获得协同效应。
2.4. 核苷类似物、抗代谢物
5-氟胞嘧啶具有抑菌作用,因其治疗窗窄、肝毒性显著且易快速产生耐药性而不作为单一疗法使用,但它是治疗侵袭性真菌病(尤其是隐球菌感染)联合疗法的组成部分。白色念珠菌和新型隐球菌对5-氟胞嘧啶的耐药机制相似,主要由药物摄取和细胞内活化缺陷驱动。耳念珠菌的耐药性主要源于物种特异的嘧啶补救途径修饰,阻止了药物活化。烟曲霉通过pH依赖的嘌呤-胞嘧啶通透酶调节来限制细胞内药物暴露。
2.5. 羟基吡啶酮类
环吡酮是唯一用于治疗白色念珠菌引起的阴道念珠菌病的羟基吡啶酮类药物。其作用机制尚不完全清楚,但可能涉及螯合多价金属阳离子并抑制金属依赖性酶。即使经过数十年的临床应用,也未观察到真菌对环吡酮的耐药性。
2.6. 新型抗真菌药物
2021至2026年间获批或在研的新型药物包括奥替康唑、瑞沙芬净、艾瑞芬净、福斯马诺吉普和奥罗罗非姆等。奥替康唑是一种四唑类抗真菌药,对真菌羊毛甾醇14α-去甲基化酶的选择性显著高于人细胞色素P450酶,但对一些耐氟康唑的念珠菌分离株存在部分交叉耐药。瑞沙芬净是新一代棘白菌素,其化学修饰增加了稳定性,使给药频率可降至每周一次。艾瑞芬净是一种三萜类葡聚糖合酶抑制剂,与棘白菌素共享相同的靶酶但结合位点仅有部分重叠,对大多数耐棘白菌素的念珠菌分离株仍有活性。福斯马诺吉普属于新型真菌肌醇酰基转移酶Gwt1抑制剂,通过破坏糖基磷脂酰肌醇锚的生物合成发挥作用。尽管直接基于靶点的交叉耐药不太可能发生,但共享的外排机制可能将福斯马诺吉普敏感性降低与唑类耐药联系起来。奥罗罗非姆是一种首创的乳清酸类药物,靶向真菌II型二氢乳清酸脱氢酶,参与从头嘧啶生物合成。农业杀菌剂艾氟喹诺酮与奥罗罗非姆共享同一靶点,可选择出对两者均有交叉耐药的烟曲霉突变体。奥培康唑是一种设计用于吸入给药治疗肺曲霉病的三唑类CYP51抑制剂,其三期试验因中期分析显示不利的疗效和临床结局信号而被终止。
3. 克服WHO关键优先级真菌耐药性的策略
目前已提出多种策略来克服耐药性,包括联合疗法、药物重定位、靶向递送、抗生物膜方法、免疫疗法以及使用天然抗真菌化合物。
3.1. 联合疗法
联合疗法使用不同作用机制的药物,旨在减少每种抗真菌药的剂量,从而降低毒性和耐药风险。某些组合已用于治疗真菌病,例如唑类与棘白菌素或多烯类的协同作用,以及两性霉素B与5-氟胞嘧啶联合作为隐球菌脑膜炎的诱导方案。
3.2. 药物重定位
药物重定位利用已获批药物用于新的治疗适应症,以缩短开发时间和降低成本。某些抗生素如粘菌素和多粘菌素B显示出抗真菌活性。抗癌药他莫昔芬、他汀类药物、布洛芬以及神经安定剂等也对关键优先级真菌表现出活性。
3.3. 靶向递送
各种纳米载体如脂质体、纳米乳、纳米海绵等已被研究用于降低毒性并提高抗真菌药物的溶解度、稳定性和靶向效率。目前,脂质体两性霉素B仍是唯一市售且经临床批准的抗真菌制剂。功能化的靶向两性霉素B脂质体在小鼠模型中显示出高效性。
3.4. 抗生物膜策略
生物膜耐药性由细胞外基质、组成型外排泵活性和代谢不活跃的持留细胞驱动。克服生物膜耐药性的主要策略是联合疗法,通过将传统抗真菌药与非抗真菌药物、天然化合物或其他抗真菌药配对来实现协同效应。
3.5. 免疫疗法
基于免疫的治疗是另一种根本重要的方法。目前正在研究的策略包括疫苗、基于细胞的疗法、基于细胞因子的疗法和基于抗体的疗法。目前尚无获批临床使用的抗真菌疫苗,但多个候选疫苗已进入临床前或人体试验阶段。基于细胞的疗法包括粒细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞、T淋巴细胞以及修饰的CAR-T和CAR-NK细胞疗法。细胞因子如粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子、干扰素-γ等在动物模型或患者中显示出增强抗真菌免疫的作用。使用单克隆抗体的免疫疗法在临床前研究中显示出前景。
3.6. 天然抗真菌化合物
来自植物和真菌的次生代谢产物以及抗菌肽被视为有前景的替代品。脂肪酸、植物萜类化合物、黄酮类化合物和皂苷等均显示出抗真菌特性。内生真菌也是具有高抗真菌活性代谢物的有前景来源。抗菌肽是古老、进化保守的先天免疫和种间竞争的效应分子,被认为是传统抗真菌药的有前景替代品,因其结构多样性、独特的作用机制、在反复暴露实验中耐药性发展的低风险以及靶向顽固生物膜相关感染的能力。
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