## 中文标题 耳念珠菌抗真菌药物耐药性：分子机制与新涌现的治疗策略

《TRENDS IN Microbiology》：Antifungal drug resistance in Candida auris: molecular mechanisms and emerging therapeutic approaches

　　

## 专业摘要翻译

人类真菌病原体耳念珠菌（Candida auris，即Candidozyma auris）因其显著的皮肤嗜性、高效的医疗保健相关传播能力以及对抗真菌治疗频繁产生耐药性，已成为一项重大的全球健康威胁。这些特征使其能够在全球范围内的医疗机构中引发疫情暴发，并使危及生命的侵袭性感染的治疗管理变得复杂化。因此，理解耳念珠菌抗真菌多重耐药（multidrug resistance，MDR）的分子基础，对于改善临床管理和开发新的治疗策略至关重要。本篇综述讨论了研究人员目前对耳念珠菌及相关新涌现真菌病原体的认知，总结了临床耐药性产生的潜在机制，并重点介绍了抗真菌药物发现和治疗策略方面的最新进展。

## 论文解读文章

### 一、研究背景与问题

耳念珠菌（Candida auris/Candidozyma auris）自2009年被首次鉴定以来，已在六大洲超过60个国家传播，侵袭性疾病的死亡率约为60%。该病原体与Candida haemulonii物种复合群（HmC）成员具有密切的系统发育关系，包括Candida haemulonii sensu stricto、Candida duobushaemulonii、Candida haemulonii var. vulnera、Candida pseudohaemulonii、Candida vulturna和Candida khanbhai等物种。这些病原体具有广泛的固有性和获得性耐药特性，对临床上所有主要抗真菌药物类别均表现出耐药性。耳念珠菌可分为至少六个地理上 distinct 的进化枝（clade），不同进化枝间存在数万至数十万个单核苷酸多态性（single-nucleotide polymorphism，SNP）。世界卫生组织已将耳念珠菌列为迫切需要基础研究和抗真菌药物研发关注的重点真菌病原体。

目前临床面临的严峻问题在于：约90%的临床耳念珠菌分离株对唑类药物呈现显著耐药，30%–60%对两性霉素B（amphotericin B，AMB）耐药，2%–8%对棘白菌素类耐药。超过90%的临床分离株至少对一种抗真菌药物耐药，约30%对至少两类药物耐药，部分菌株对临床使用的全部三大类抗真菌药物均耐药。尽管棘白菌素被推荐为耳念珠菌感染的一线经验性治疗药物，但其缺乏口服制剂、价格昂贵、在泌尿系统和中枢神经系统中生物利用度差等局限性显著制约了临床应用。更为重要的是，耐药性常在治疗过程中通过从头突变演化产生，导致治疗失败。抗真菌多重耐药（multidrug resistance，MDR）已成为管理耳念珠菌感染的主要挑战之一，迫切需要深入理解其分子机制并开发新的治疗策略。该论文发表在《TRENDS IN Microbiology》。

### 二、研究采用的主要技术方法

研究人员综合运用了多种关键技术开展此项研究。在基因组层面，使用全基因组测序（whole-genome sequencing，WGS）技术对临床分离株进行SNP分析和耐药基因突变鉴定，涵盖全球538株耳念珠菌分离株（主要来自进化枝I、III和IV）以及来自印度350株分离株的流行病学调查数据。在功能验证层面，采用分子遗传学手段包括基因敲除（如CDR1、MDR1、FUR1、ERG6等）、等位基因替换和野生型回补实验来确认耐药基因的因果作用。在药物敏感性评估方面，采用最低抑菌浓度（minimum inhibitory concentration，MIC）测定方法。此外，研究还使用了实验进化方法揭示耐药突变的获得过程，以及结构生物学和计算方法（如AlphaFold 2、分子对接、分子动力学模拟）辅助药物设计。

### 三、主要研究结果

**唑类药物耐药机制。**唑类药物的主要作用机制是抑制羊毛甾醇14-α-脱甲基酶（CYP51，由ERG11基因编码），阻断麦角固醇生物合成。研究发现ERG11突变广泛存在于唑类耐药的耳念珠菌分离株中，最常见的变异为Erg11-K143R和Erg11-Y132F，分别位于进化枝I和IV，位于Erg11的底物结合口袋中，可使氟康唑MIC增加8至16倍。Y132F也是HmC成员中的优势变异。耐药分离株还常表现出表面外排转运蛋白如CDR1和MDR1的高表达，CDR1缺失可使氟康唑和伊曲康唑MIC分别降低64倍和128倍。CDR1表达受主转录因子Tac1b调控，Tac1b的功能获得性突变（如A640V可使氟康唑MIC增加约16倍）是临床唑类耐药的重要原因。ERG11过表达则源于非整倍体或片段重复导致的基因拷贝数增加。此外，蛋白酶体调控通路（Ubr2–Mub1–Rpn4轴）和鞘脂生物合成也参与调节唑类耐药。

**棘白菌素耐药机制。**棘白菌素通过非竞争性抑制β-1,3-葡聚糖合酶（FKS）复合物发挥杀菌作用。2%–8%的临床耳念珠菌分离株对棘白菌素耐药，通常与FKS1基因三个热点区域的突变相关，最常见的变异为S639F、S639P和S639Y。FKS2表达量约为FKS1的1/30，FKS2功能缺失突变可增加卡泊芬净敏感性。研究还揭示了表观遗传机制对棘白菌素耐药的影响：GCN5介导的赖氨酸乙酰化通过调节FKS1、FKS2、CAS5和CRZ1的表达影响耐药性。钙调磷酸酶通路、cAMP信号通路和细胞壁完整性维持通路均参与棘白菌素敏感性调节。

**5-氟胞嘧啶耐药机制。**5FC是一种前体药物，需经胞嘧啶脱氨酶转化为活性形式5-氟尿嘧啶。虽然5FC单药治疗在临床中不常用，但在联合治疗尤其是中枢神经系统真菌感染中具有重要地位。印度35 0株分离株的流行病学研究显示14%的进化枝I分离株表现出临床5FC耐药。WGS分析提示FUR1（尿嘧啶磷酸核糖转移酶基因）功能缺失突变是主要机制，FUR1[1Δ33]、Fcy2-M128fs和Fur1-F211I等变异均被证实介导5FC耐药。用野生型FUR1等位基因替换突变型可恢复5FC敏感性。在其他HmC物种中，FUR1突变同样是5FC耐药的主要机制。

**两性霉素B耐药机制。**AMB作为最后防线药物，通过直接结合麦角固醇形成孔道、破坏膜完整性及诱导活性氧（reactive oxygen species，ROS）产生而发挥杀菌作用。然而30%–60%的临床耳念珠菌分离株表现出显著的AMB耐药，其机制至今尚未完全阐明。全基因组测序未能直接鉴定出导致AMBR的基因，临床菌株中ERG6等麦角固醇通路基因的突变频率仅为2%，只能解释部分AMBR案例。研究表明固有性机制在AMB耐受中起主导作用：cAMP-蛋白激酶A（cAMP/PKA）信号通路基因（RAS1、TPK1、CYR1）缺失可增加AMBR；碳酸酐酶感知通路（CSP）通过影响线粒体功能和ROS生成调控AMBR，Rca1–Nce103–Efg1轴组分缺失可使AMB MIC降低约2至4倍；鞘脂代谢是AMBR的另一独立贡献因素，Pdr16过表达可使AMB MIC增加约4倍；线粒体功能障碍（如Rip1缺失）和MAPK信号通路（HOG1缺失）均增加AMB敏感性。HmC成员表现出较低的膜通透性和较高的基础超氧化物歧化酶活性，代谢从呼吸转向发酵，支持ROS响应和线粒体功能是HmC物种中AMBR的保守贡献因素。

**抗真菌耐受机制。**抗真菌耐受是一种可逆的适应性现象，允许部分真菌细胞在高于MIC的药物浓度下缓慢生长，且不伴随稳定的遗传耐药。多种临床耳念珠菌分离株对唑类和棘白菌素类表现出升高的耐受性，部分菌株还表现出悖论效应（paradoxical effect）。钙调磷酸酶信号级联是驱动耐受的核心通路，CNA1或CNB1的遗传破坏可将唑类药物从抑菌活性转化为杀菌活性。钙调磷酸酶促进推定钙转运蛋白Cdt1向质膜重新定位，Cdt1作为ATP依赖性氟康唑外排转运蛋白发挥作用。PET309失活导致的线粒体功能障碍可通过上调CDT1表达增强唑类耐受。Hsp90作为钙调磷酸酶活性的关键调节因子也参与抗真菌耐受。线粒体复合体III的药理学抑制（如Inz-5）可增强唑类和棘白菌素类对耳念珠菌的活性。

**克服多重耐药的治疗策略。**由于唑类耐药率高和MDR的快速获得，棘白菌素被推荐为一线经验性治疗药物。联合抗真菌治疗是预防MDR和泛耐药耳念珠菌治疗失败的有前景策略。5FC与AMB、唑类或棘白菌素联合表现出强杀菌活性；米卡芬净与AMB联用可将米卡芬净MIC降低高达64倍；阿尼芬净与5FC或实验性药物manogepix联用也表现出协同效能。除了临床常用抗真菌药物的联合外，药物再利用策略包括靶向耐药通路、线粒体功能、应激反应、Hsp90、钙调磷酸酶信号或外排泵。例如，细胞色素bc1抑制剂（抗霉素A、Inz-5、兰索拉唑）增强AMB疗效，外排泵抑制剂azoffluxin通过提高细胞内药物积累改善氟康唑疗效。此外，基于适应性权衡的胶体敏感性（collateral sensitivity，CS）药物轮换策略可选择性清除耐药亚群。

### 四、讨论与结论总结

研究讨论指出，耳念珠菌和HmC物种对唑类和AMB表现出显著耐药，较小亚群对棘白菌素和5FC敏感性降低。临床分离株对大多数抗真菌药物的耐药主要由药物靶点及其调节因子的突变驱动，而AMBR则主要源于降低AMB敏感性的固有代谢和细胞过程的重新布线。适应性耐药可在抗真菌治疗过程中通过耐药突变的选择而发展，联合用药或药物轮换策略可减轻这一过程。

在新药研发管线方面，过去十年抗真菌药物发现取得进展，近期获批的药物包括三萜类化合物ibrexafungerp和长效棘白菌素rezafungin，后期管线还包括opelconazole和首创噁唑前药fosmanogepix。下一代多烯类（SF001、mandimycin、BSG005）、三萜类（SCY-247）和新棘白菌素（HRS9432）也展示出对耳念珠菌的强效活性。新兴靶点包括肌动蛋白细胞骨架、Sec14囊泡运输因子、IPC合酶、线粒体功能、核糖体组装通路、几丁质生物合成和蛋白质甘露糖基化通路。线粒体通路是新兴抗真菌靶点之一，T-2307通过抑制呼吸链复合体III和IV发挥作用。抗真菌疫苗方面的候选药物NDV-3A和NTX-2在临床前模型中显示保护效果，但进展受限于高危人群常伴免疫缺陷。

研究结论强调：深突变扫描技术结合耳念珠菌作为单倍体生物的优势，可为ERG11和TAC1B等关键靶点生成基因型-表型关联的基准数据集，为改进诊断和指导临床决策提供关键资源。生物工程方法应与药物开发并行推进，以优化递送系统——包括脂质纳米颗粒、聚合物纳米系统和DectiSomes靶向脂质体平台——这对于小分子和生物制剂有效递送至感染部位至关重要。合成生物学策略如基于CRISPR-Cas9的工程微生物载体递送系统，为开发可编程抗真菌工具和控制定殖与感染提供了新途径。