臨床常用抗真菌藥物作用機(jī)制及其耐藥性的研究進(jìn)展
真菌病具有較高的發(fā)病率和死亡率，同時(shí)，由于抗真菌藥物選擇性壓力，致使近年來耐藥真菌數(shù)量及種類迅速增長。因此對真菌耐藥性的研究并控制其耐藥性發(fā)生具有重要的意義，本文簡要綜述了臨床常用的抗真菌藥物的作用原理及耐藥機(jī)制，為預(yù)防和治療真菌病提供幫助。
真菌的耐藥性即抗真菌藥物對真菌感染治療失敗。臨床上患者通常通過 3 種途徑感染耐藥真菌： (1) 患者體內(nèi)定植或感染的真菌發(fā)生基因突變，從而產(chǎn)生耐藥， (2) 由于藥物的選擇壓力作用，使患者體內(nèi)原有或感染的天然耐藥的非優(yōu)勢菌成為優(yōu)勢菌。 (3) 患者一開始就被耐藥的真菌感染。判斷真菌耐藥需首先排除其他可能造成抗感染失敗的因素，如患者的免疫狀態(tài)，藥物之間的相互作用，抗真菌劑的劑量等。
1 、作用于真菌細(xì)胞膜的抗真菌藥物及其耐藥機(jī)制
麥角甾醇是構(gòu)成真菌細(xì)胞膜的重要成分，具有維持細(xì)胞膜的流動性、生物調(diào)節(jié)以及立體結(jié)構(gòu)的作用，而構(gòu)成真菌細(xì)胞膜的甾醇為 C-4 位去甲基化的麥角甾醇。
1.1 兩性霉素 B 及其酯類制劑包括 [3] ：
兩性霉素 B(AmB) 、兩性霉素 B 含脂復(fù)合體 (Abelcet ， ABLC) ，兩性霉素硫酸膽甾醇酯 (Amphotec ， ABCD) 和兩性霉素 B 脂質(zhì)體 (AmBisome ， L-AmB)
此類藥物通過與真菌細(xì)胞膜磷脂雙分子層上的甾醇發(fā)生交互作用，導(dǎo)致細(xì)胞膜產(chǎn)生水溶性的孔道，使細(xì)胞膜的通透性發(fā)生改變，最終導(dǎo)致重要的細(xì)胞內(nèi)容物流失而造成菌體死亡。兩性霉素 B 也可通過刺激巨噬細(xì)胞調(diào)整自體免疫功能產(chǎn)生殺菌作用 [2,4] 。盡管兩性霉素 B 和制霉菌素等多烯類抗真菌藥物已經(jīng)在臨床上使用 30 多年，但獲得性耐藥菌的出現(xiàn)頻率仍較低 [5] 。
Kelly 等 [6] 通過對一名 AIDS 患者分離到的對 AmB 耐藥的新型隱球菌的研究發(fā)現(xiàn)，真菌對這類藥物產(chǎn)生耐藥性的主要機(jī)制是通過編碼 5 ， 6- 甾醇去飽和酶的基因發(fā)生突變，使其細(xì)胞膜中的麥角甾醇結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，導(dǎo)致細(xì)胞膜的流動性改變，降低了藥物對細(xì)胞膜的親和力。同時(shí)有研究表明當(dāng)細(xì)胞膜中麥角甾醇成份缺失達(dá)到 74 ％ -85 ％時(shí)會引發(fā)白念珠菌對多種多烯類藥物耐藥 [7] 。 Molzahn 等 [8] 通過對 AmB 耐藥的釀酒酵母的突變株的研究證實(shí)四種不相連的基因 (poll ， pol2,pol3 ， pol5) 的突變與耐藥的產(chǎn)生呈正相關(guān)。
1.2 吡咯類抗真菌藥包括咪唑類和三唑類 [3] 。
咪唑類包括酮康唑、克霉唑、米康唑和益慷唑等。目前多為淺表真菌感染或皮膚黏膜念珠菌感染的局部用藥。三唑類包括氟康唑、伊曲康唑、伏立康唑和處于研究階段的沙康唑 (Saperconazole) ， SCH39304(SM8668) ， SDZ89-485 ，均可用于治療深部真菌感染。
吡咯類藥物作用的主要靶酶 [2] 是 14- α - 去甲基酶 (14-DM) ，利用咪唑環(huán)和三唑環(huán)上的第三位或第四位氮原子鑲嵌在該酶的細(xì)胞色素 P450 蛋白的鐵原子上，抑制 14-DM 的催化活性，使羊毛甾醇不能轉(zhuǎn)化成 14- 去甲基羊毛甾醇，進(jìn)而阻止麥角甾醇合成，使真菌的細(xì)胞膜合成受阻，導(dǎo)致真菌細(xì)胞破裂死亡。編碼這段蛋白的基因讀碼區(qū)為 ERG11 。
真菌對唑類藥物的耐藥，特別是對氟康唑的耐藥最常出現(xiàn)于 HIV 患者口腔黏膜門念珠菌感染長時(shí)間使用氟康唑的治療后 [9] ，近年來由于氟康唑的選擇性壓力。其它種類的念珠菌如光滑念珠闌和克柔念珠菌及新型隱球菌也出現(xiàn)耐藥菌株 [10 、 11] 。吡咯類藥物耐藥作用機(jī)制 [12 、 13 、 14] ： (1)erg11 基因通過點(diǎn)突變，基因過度表達(dá)?；驍U(kuò)增，基因轉(zhuǎn)換或有絲分裂重組等，導(dǎo)致 14- α - 去甲基酶過量表達(dá)，或低水平表達(dá)甚至不表達(dá)；或通過 14- α - 去甲基酶的結(jié)構(gòu)改變，使其與吡咯類抗真菌藥的親和下降，使藥物的敏感性下降；或由于 ergll 基因突變可導(dǎo)致其 mRNA 過度表達(dá)，使 P45014DM 唑類抗真菌藥作用的靶酶增多。 (2) 由于甾醇去飽和酶的失活使真菌細(xì)胞膜對抗真菌劑的通透性下降，使藥物不能進(jìn)入真菌內(nèi)。 (3) 真菌對藥物的外排的作用增強(qiáng)，使唑類藥物在細(xì)胞內(nèi)的濃度達(dá)不到有效作用濃度。酵母菌主要存在兩種類型的外排泵，包括 ATP 結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族 (ATP-binding cassette ， ABC) 和易化擴(kuò)散載體超家族 (major facilitators ， MFs)[15 ， 16 ， l7] ， Prasad R 等 [18] 研究表明白念珠菌對唑類藥物的耐藥主要同 ABC 系統(tǒng)中 CDR 基因過度表達(dá)有關(guān)。 White TC [19] 研究得出 MDRI 、 CDRl 、 ERG11 是按一定的次序出現(xiàn)的： NDRl 編碼的 mRNA 出現(xiàn)于耐藥的早期； CDR1 基因編碼的 mRNA 升高中現(xiàn)于耐藥的后期； EGR11 編碼的 mRNA 出現(xiàn)于耐藥的中后期， ERG11 和 CDRlmRNA 轉(zhuǎn)錄水平的升高與伊曲康唑等的耐藥正相關(guān)。
2 、作用于核酸合成的抗真菌藥物及其耐藥機(jī)制
5- 氟胞嘧啶 (5-FC) 是目前臨床比較常用的作用于核酸合成的抗真菌藥物。通過胞嘧啶脫氨酶轉(zhuǎn)化成為 5- 氟尿嘧啶 (5-FU) 。隨之，通過鳥苷酸 (UMP) —焦磷酸酶轉(zhuǎn)化為 5- 氟鳥苷酸 (FUMP) ，其進(jìn)一步被磷酸化后摻入到 RNA 中，最終破壞蛋白質(zhì)的合成。 5-FU 也能夠被轉(zhuǎn)化為 5- 氟脫氧鳥嘧啶單磷酸，其能夠抑制參與 DNA 合成和細(xì)胞核分裂的胸苷酸合成酶。 5-FU 的抗菌作用機(jī)制涉及到干擾嘧啶的代謝、 RNA 和 DNA 的合成以及蛋白質(zhì)的合成等 [2] 。臨床上很少單獨(dú)使用 5-FC ，多和氟康唑和兩性霉素 B 等合并使用。真菌對 5-FC 的天然耐藥 [22] 多是由于胞嘧啶脫氨酶或鳥苷磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶的缺失引起，而獲得性耐藥 [23] I 多由于編碼胞嘧啶透性酶，胞嘧啶脫氨酶或 UMDP 的基因發(fā)生點(diǎn)突變，即降低了滲透酶的活性，減少了藥物的吸收產(chǎn)生。易發(fā)生對 5-FC 耐藥株曲霉菌屬最常見，其次為新型隱球菌和念珠菌 [23] 。
3 、作用于真菌細(xì)胞壁合成的抗真菌藥物
3.1 作用于 1,3- β -D- 葡聚糖合成酶類抗真菌藥物 [3] ：
刺白菌素 B 衍生物 (caspofungin) 、刺孢曲菌素類、牟倫多菌素類、 WF11899 、 Aureoba 鄄 sidins 和萜類化合物等，它們大多來自于微生物的代謝產(chǎn)物。
這類化合物作為 1,3- β -D- 葡聚糖合成酶的非競爭性抑制劑．在抑制其生物活性的同時(shí)，不影響核酸和甘露聚糖的生物合成 [2] 。這類藥物還存在一種次級效應(yīng)，如降低麥角甾醇和羊毛甾醇組分的合成同時(shí)增加幾丁質(zhì)的合成。由于具有這類結(jié)構(gòu)的化合物對于很多對唑類藥 物產(chǎn)生耐藥性的真菌具有良好的抗菌活性，且僅對低等真核生物細(xì)胞壁β—葡聚糖合成酶產(chǎn)生抑制作用，對高等生物影響不大，而具有低毒高效的臨床效果。目前有不少具有臨床應(yīng)用價(jià)值的刺白菌素類藥物正在進(jìn)行臨床研究或臨床前的研究工作。由于此類抗真菌藥物剛剛在臨床上使用，所以目前很難從臨床分離得到這類藥物的耐藥菌。
3.2 作用于真菌細(xì)胞壁幾丁質(zhì)的藥物 [3] ：
多氧霉素和日光霉素。正在研究中的抗生素，多半具有抑制幾丁質(zhì)生物合成的作用。多氧霉素和日光霉素都能抑制真菌細(xì)胞壁的合成，其中多氧霉素 D 是真菌細(xì)胞壁幾丁質(zhì)合成酶最有效的抑制劑、它的化學(xué)結(jié)構(gòu)與合成幾丁質(zhì)的二磷酸尿嘧啶核苷— N —乙酰葡萄糖胺相類似，是一個極強(qiáng)的競爭性抑制劑。日光霉素的結(jié)構(gòu)類似于多氧霉素，它通過二肽滲透酶進(jìn)入靶細(xì)胞，能抑制真菌幾丁質(zhì)的合成，是一個很有前途的殺蟲、殺菌農(nóng)用抗生素。近期研究表明，其有可能作為抗真菌藥用于臨床。對這類藥物耐藥性機(jī)制研究報(bào)道較少。
對于如何預(yù)防和控制真菌耐藥性發(fā)展還沒有建立有效的方法，但可以參照預(yù)防和控制細(xì)菌耐藥性發(fā)展的策略，目前有效的控制耐藥真菌的治療手段包括兩性霉素 B 的劑量強(qiáng)化；兩性霉素 B 和 5 氟胞嘧啶的聯(lián)合治療；細(xì)胞因子、干擾素和免疫效應(yīng)細(xì)胞等免疫調(diào)節(jié)劑在 難治性真菌病中有輔助治療及應(yīng)用新型抗真菌藥物。另外，合理有效的預(yù)防性用藥也為減少耐藥菌株產(chǎn)生的具有一定的作用。但由于對真菌疾病的用藥規(guī)律以及感染真菌的快速診斷方法都還沒有確立，因此，從某種程度上來講．還沒有有效的預(yù)防和控制措施。
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項(xiàng)目成果
