耳念珠菌和其他真菌如何产生耐药性
在医生办公室时,你可以被告知的最可怕的事情之一是“你患有抗菌素耐药性感染”。这意味着普通抗生素或抗真菌药不容易杀死使您生病的细菌或真菌,从而使治疗更具挑战性。您可能需要服用多种药物组合数周才能克服感染,这可能会导致更严重的副作用。
不幸的是,这种诊断在世界各地变得越来越普遍。
耳念珠菌酵母最近已成为医院患者和疗养院居民的潜在危险真菌感染。耳念珠菌于2000年代后期首次被发现,由于其易于传播和抵抗常见抗真菌药物的能力,它很快成为一项重大的健康挑战。
这种真菌是如何变得如此强大的,研究人员和医生可以做些什么来对抗它?
我是一名微生物学家,研究杀死真菌的新方法。耳念珠菌和其他真菌使用三种常见的细胞技巧来克服治疗。幸运的是,令人兴奋的新研究暗示了我们仍然可以对抗这种真菌的方法。
靶向真菌细胞的敏感部位
真菌细胞含有一种称为细胞壁的结构,有助于保持其形状并保护它们免受环境的影响。真菌细胞壁部分由几种不同类型的多糖构成,这些多糖是连接在一起的长串糖分子。
在几乎所有真菌细胞壁中发现的两种多糖是几丁质和β-葡聚糖。真菌细胞壁是药物的一个有吸引力的靶标,因为人体细胞没有细胞壁,因此阻断几丁质和β-葡聚糖产生的药物副作用较少。
一些用于治疗真菌感染的最常见药物称为棘白菌素。这些药物阻止真菌细胞制造β-葡聚糖,从而显着削弱其细胞壁。这意味着真菌细胞不能很好地保持其形状。当真菌挣扎生长或分裂时,您的免疫系统有更好的机会抵抗感染。
耐药性耳念珠菌感染在美国和世界各地呈上升趋势。
真菌如何产生耐药性
不幸的是,一些耳念珠菌菌株对棘白菌素治疗有抗药性。但是真菌实际上是如何做到的呢?几十年来,科学家们一直在研究真菌如何克服旨在削弱或杀死它们的药物。在棘白菌素的情况下,耳念珠菌通常使用三种技巧来击败这些治疗方法:隐藏,构建和更改。
第一个技巧是隐藏在糖,蛋白质,DNA和细胞的复杂混合物中,称为生物膜。生物膜由不规则的3D结构制成,细胞有很多地方可以隐藏。药物不擅长穿透生物膜,因此它们无法进入和杀死内部深处的细胞。当生物膜在呼吸机或导管等医疗设备上生长时,它们尤其成问题。一旦摆脱了生物膜,已经获得抵抗患者正在服用的药物的能力的细胞变得更加危险。
真菌用来逃避治疗的第二个技巧是以不同的方式构建细胞壁。用棘白菌素处理的真菌细胞不能制造β-葡聚糖。因此,他们开始制造更多的几丁质,这是真菌细胞壁中另一种重要的多糖。棘白菌素无法阻止几丁质的产生,因此真菌仍然能够建立坚固的细胞壁并避免被杀死。虽然有一些药物可以阻止几丁质的产生,但目前还没有一种药物被批准用于人类。
真菌所依赖的第三个技巧是改变β-葡聚糖生产酶的形状,使棘白菌素不能阻断它。这些突变允许β-葡聚糖的产生即使在药物存在的情况下也能继续。念珠菌使用这种技巧来抵抗抗真菌药物也就不足为奇了,因为它在保持细胞存活方面非常有效。
对抗真菌的新策略
如何治疗棘白菌素耐药真菌感染?值得庆幸的是,科学家和医生正在研究杀死耳念珠菌和类似真菌的新方法。
第一种方法是寻找新药。例如,有两种药物正在开发中,rezafungin和ibrexafungerp,即使在对棘白菌素有抗性的真菌中,它们似乎也能够阻止β-葡聚糖的产生。
我的研究小组正在探索的一种补充方法是,一类称为糖苷水解酶的酶是否也能够对抗耐药真菌。其中一些酶主动破坏真菌细胞壁,同时分解β-葡聚糖和几丁质,这可能有助于防止真菌在医疗设备或医院表面上存活。
我的实验室发现强烈降解真菌细胞壁的酶的工作是对抗抗真菌耐药性的新策略的一部分,该策略使用多种方法杀死真菌。但这项研究的最终目标是相同的:让医生告诉你,“你得了真菌感染,但我们现在有一个很好的治疗方法。
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