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药物联合对耐药白色念珠菌作用的研究进展*

2022-01-04郝小康王宇鹤

医学理论与实践 2021年24期
关键词:氟康唑环素念珠菌

郝小康 综 述 王宇鹤 审 校

西藏民族大学附属医院检验科,陕西省咸阳市 712082

近年来,随着免疫缺陷人数的增加,器官移植、气道或者消化道的有创检查广泛应用以及大量常规使用抗生素、糖皮质激素及免疫抑制剂应用,侵袭性真菌感染患者明显增多。虽然在过去几年中,非白色念珠菌在念珠菌病中分离率有所上升,但白色念珠菌仍是最常见的致病菌[1-3],占42.5%,其次为热带念珠菌(27.3%)和其他非白色念珠菌。在所使用的唑类药物中,以氟康唑最有代表性,因其疗效较好、毒性反应也小,在临床医师治疗念珠菌感染中作为首选药物。然而,伴随着氟康唑经常治疗白色念珠菌引发的感染,耐氟康唑的白色念珠菌不断出现。此外,在留置尿管、气管下形成的生物膜是抗真菌药物扩散的屏障,导致药物治疗生物膜中的真菌变得非常棘手。在临床医师针对白色念珠菌的治疗中,新型抗真菌药物的研发总是滞后于耐药性的增加,有效的抗真菌药物相对较少。近年来,研究者通过使用药物联合来克服耐药真菌的出现。然而,治疗费用高和严重的副作用限制了抗真菌药物的联合应用[4]。此外,各种抗真菌组合的协同或拮抗作用也有着相互矛盾的结果。因此,抗真菌药与非抗真菌药的联合用药成为研究的热点。药物相互作用对耐药菌株的协同作用可以通过两种方式发生:降低真菌耐药性和增强抗真菌药活性。具体的机制包括:(1)抑制甾醇生物合成,将细胞膜的通透性增大;(2)降低或者阻断有效药物排出真菌细胞,尤其是降低或者阻断药物外排泵基因的表达;(3)通过抑制黏附基因的表达,来阻断真菌形成生物膜;(4)钙调神经磷酸酶抑制剂和热休克蛋白90抑制剂;(5)对细胞内离子平衡形成干扰。本研究主要系统回顾了这些研究中非抗真菌药物与氟康唑联合对抗耐药白色念珠菌及生物膜的方法和机制。

1 氟康唑与非抗真菌药物的相互作用

1.1 氟康唑与四环素类药物联用 四环素是一种广谱抗菌药物,有报道称某些四环素衍生物对白色念珠菌有作用。Wenrui Gu等[5]发现米诺环素(MNO)对念珠菌的最低抑制浓度(MIC)为128~256μg/ml。Hertel Moritz等[6]发现在37℃孵育24h后,念珠菌属的MIC在0.25~1 000μg/ml。从这些研究中可以看出,MNO对念珠菌属的MIC均较高。然而,当米诺环素与氟康唑联合抗氟康唑耐药的白色念珠菌时,观察到显著的协同作用,氟康唑的MICs从512μg/ml下降至2μg/ml, 米诺环素的MICs 从512μg/ml下降至32μg/ml,表明米诺环素显著增加氟康唑的敏感性[7]。此外,研究发现多西环素(DOX)[8]与氟康唑也具有协同作用。氟康唑与多西环素联合使用,对3个时间段(4、8和12h)内形成的白色念珠菌生物膜,显著协同效应表现为氟康唑的固有MICs从64~512μg/ml降至1~16μg/ml。当钙通道阻滞剂贝尼地平或硝苯地平加入氟康唑和多西环素时,真菌生长受到抑制,抗真菌活性增强,表明钙稳态的破坏可能是协同作用的主要因素。念珠菌病的许多表现与宿主组织生物膜的形成有关。这些生物膜作为抗真菌药物扩散的屏障,限制了药物到达生物膜深处的能力。研究表明,生物膜中的白念珠菌所呈现的耐药性是单独游离的白念珠菌的20~1 000倍,成为临床导管相关感染的主要原因[9]。Budzyńska A等[10]发现,单独应用128μg/ml多西环素,对白色念珠菌生物膜的敏感性与2~1 024μg/ml氟康唑相似,可以使生物膜代谢活性降低22.9%。然而,当128μg/ml多西环素与氟康唑联合使用时,显示出显著的协同作用,生长活性降低了58.3%。此外,单独使用浓度较高的2 048μg/ml多西环素时,白色念珠菌生物膜的代谢活性降低了85%。这些发现表明,多西环素与传统抗真菌药物相结合的治疗策略可能对治疗白色念珠菌生物膜有用,进一步需要在体内研究多西环素和氟康唑联合抗白念珠菌。此外,钙通道被阻断的具体机制的发现,将为抗真菌药物的研发提供新的思路。

1.2 氟康唑与喹诺酮类药物联用 喹诺酮类药物具有广泛的杀菌活性,其与FLC的联合应用已在多项研究中被报道。Stergiopoulou T等[11]发现氟康唑联合氟喹诺酮类药物(包括左氧氟沙星、环丙沙星和莫西沙星)作用于氟康唑敏感的白色念珠菌,根据联合抑菌浓度指数(FICIs)分析发现,这两类药物具有显著的拮抗作用。在另一项研究中[12]显示为对氟康唑敏感的白色念珠菌,氟康唑与环丙沙星的联合使用虽然没有显示出明显的协同活性,但这种联合在延长小鼠生存期方面比单独使用氟康唑更有效,显示出联合治疗有作用。为了更好地理解这些发现,还需要进一步的研究。一项平行随机研究表明,氟喹诺酮类药物的一种成分du-6859a,单独使用时没有抗真菌活性,但与FLC联合使用时可以提高氟康唑对白色念珠菌的活性[13]。此外,在白色念珠菌感染的小鼠模型中,与单独使用氟康唑相比,当du-6859a与氟康唑联合使用可显著降低由白色念珠感染的小鼠的肾脏白念珠菌的负载量,小鼠的生存期显著延长了。同时观察了氧氟沙星与氟丙沙星的体内外联合作用,应用棋盘法观察到氧氟沙星不会增加氟康唑的敏感性,然而,氧氟沙星和氟康唑联合治疗后,小鼠肾脏和脾脏的酵母细胞集落数量减少。机制研究表明,这种组合治疗可以减少白念珠菌外排泵基因CDR1[14]的过度表达。喹诺酮类药物对细菌的杀菌活性主要是抑制了细菌DNA旋转酶,而在真菌中,这种酶也是大量存在的。考虑到这种特殊的活性,抑制真菌拓扑异构酶可能是喹诺酮类药物与抗真菌药物相互作用的机制。然而,体外和体内研究结果不一致的原因还需要进一步确认。

1.3 氟康唑与中药联用 多种中药及其提取物由于获得方便和低毒性而不断为人们所用。研究表明,一些中药不仅具有独立的抗真菌活性,且与氟康唑联合使用时表现出良好的协同作用。Alireza Khodavandi等[15]研究了大蒜素单独和联合氟康唑作用于白色念珠菌生物膜的效果,并且分析了黏附和菌丝基因的表达情况。研究人员发现[16],粉防己碱不仅抑制白色念珠菌二相性的转变,也能在白色念珠菌生物膜的不同阶段给予抑制。和厚朴酚的研究发现[17],它可以将生物膜破裂,释放出其中的散在真菌,使得相应的药物发挥抑制和杀灭游离真菌的作用,和厚朴酚既能诱导白色念珠菌生物膜凋亡,又能促进其细胞分散。传统中药黄芪,研究较多的有效成分是黄芪素,生物活性非常广泛,对耐药和不耐药的白色念珠菌均有抑制作用。氯化黄芩素与氟康唑联合使用时,在棋盘稀释试验、琼脂扩散试验和时间—杀伤曲线中,黄芪素可以显著降低氟康唑的MIC,对氟康唑耐药的白色念珠菌也产生显著的协同作用[18]。土槿乙酸B (Pseudolaric acid B, PSB)是土槿皮中的二萜酸,研究报道PSB单独使用时,具有抗真菌活性,对氟康唑耐药(氟康唑的MIC为128~512μg/ml)的白色念珠菌的MICs介于16~128μg/ml。当PSB与氟康唑联合时,观察到显著的协同作用[19]。并且PSB在体外对氟康唑耐药的临床分离株的抗真菌活性优于对氟康唑敏感的临床分离株。一些研究中也描述了具有广谱抗菌性能的植物精油。香荆芥酚和丁香油酚[20]是两种含苯丙基化合物的杀菌剂,是许多芳香植物精油的主要成分。这两种化合物对不同的念珠菌均有抑制作用,与氟康唑联合可产生协同作用,尤其对体外氟康唑耐药菌株有协同作用。其他一些植物油与氟康唑联用时,对起始形成的生物膜有一定的抑制作用。在这些中药或其提取物中,有些物质的抗真菌活性的机制已经被阐述,其中包括减少药物外排,靶向甾醇的生物合成直接影响细胞膜的功能,从而阻碍了生物膜形成。这些机制的发现为抗真菌药物提供了新的研究方向,值得进一步在体内进行研究。

1.4 氟康唑与其他药物联用 除了上述药物外,还有一些化合物也显示出对白色念珠菌有抗菌活性,包括一些非甾体抗炎药、单克隆抗体和乳铁蛋白 。非甾体抗炎药是环氧合酶(COX)抑制剂,主要抑制前列腺素的合成,发挥抗炎作用。研究表明[21],前列腺素是由白色念珠菌生物膜产生的,能够促进白色念珠菌芽管的形成,这证实了前列腺素可能是念珠菌感染过程中重要的毒力因子。并且探讨了NSAIDs对真菌生长的抑制、酶的激活和减少真菌前列腺素E2(PGE2)产生的影响,尤其是减少生物膜的形成。布洛芬与氟康唑在体外可协同对抗氟康唑耐药的白色念珠菌,但对氟康唑敏感株没有作用[22]。COX抑制剂联合氟康唑对抗白色念珠菌的抑制作用可能是根据依赖PGE2的机制,这也是阻碍生物膜发育的一个因素,为解决生物膜抗性问题提供了一种新的途径。然而,也有一些研究表明[23],COX抑制剂与氟康唑联合时,不会显示出协同作用,有些菌株更是出现了拮抗作用。这些相互矛盾的研究可能与不同研究中的菌株生长条件和菌株的差异有关。还需要进一步的研究来证实COX抑制与氟康唑联合对白色念珠菌的作用和机制。乳铁蛋白(LF)是一种铁螯合剂,对细菌、真菌、病毒都有活性,其与氟康唑具有强大的协同作用,可以对抗氟康唑敏感的白色念珠菌[24]。此外,免疫治疗与抗真菌药物联合使用,也为目前有限的抗真菌药物选择提供了一种新的思路[25]。

2 小结

由于侵袭性真菌感染在免疫缺陷患者中的高发病率和高死亡率,提出一些新的思路来避免不断出现的真菌耐药性是非常必要的。氟康唑与多种非抗真菌药物联合使用是应对这些治疗失败的策略之一。协同作用的机制有多种,涉及的机制包括增加膜的通透性,减少抗真菌药物的外排,抑制生物膜的形成,干扰细胞内离子稳态,抑制生存所需的蛋白质或酶,增加细胞内ROS等,这些机制使我们对抗白色念珠菌的耐药性和发现新的抗真菌药物有了新的认识。真菌感染治疗的下一个重大进展,可能集中于观察真菌感染发展过程中的基因表达变化。免疫治疗与抗真菌药物的联合使用有望解决目前有限的抗真菌药物种类选择性问题,因此,将免疫反应的变化与真菌基因或蛋白表达的变化联系起来也许是可行的。此外,构建动物模型,检查抗真菌药物在体内的可接受性也应是一个优先考虑的问题。虽然本综述中所研究的药物很少应用于临床治疗,但随着协同机制研究的深入,这些药物将获得理论和临床的意义。

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