白念珠菌对氟康唑耐药机制的研究.pdf
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1、论著白念珠菌对氟康唑耐药机制的研究封小川1,2 元航1 郑莹莹1,3 白江苗1 张欠欠1(1.延安大学医学院,延安 7 1 6 0 0 0;2.延安市人民医院,延安 7 1 6 0 0 0;3.延安大学附属医院,延安 7 1 6 0 0 0)【摘要】目的 通过研究白念珠菌对氟康唑耐药相关基因E R G 1 1、C D R 1、C D R 2和MD R 1的表达水平及其与耐药的关系,旨在对本地区以白念珠菌感染为主的侵袭性念珠菌病的防治提供依据。方法 选取延安地区两家三甲医院临床确诊的对氟康唑耐药及敏感的白念珠菌各1 0株,扩增其靶酶编码基因E R G 1 1,分析突变位点;使用荧光染料罗丹明6
2、G分析耐药组与敏感组菌株的外排情况;采用荧光定量P C R检测白念珠菌外排泵编码基因的表达水平。结果 E R G 1 1扩增测序结果显示,耐药菌株C 3号虽发生了碱基位点突变,但并未引起编码氨基酸的改变,耐药菌株C 7号及敏感菌株C 1 2号发生了碱基位点的突变,引起编码氨基酸的改变;荧光染料罗丹明6 G检测白念珠菌外排实验结果显示,耐药菌和敏感菌无论加入葡萄糖与否外排均存在显著差异,且耐药组加入葡萄糖较未加入葡萄糖外排量明显增加,差异有统计学意义(P0.0 1);R T-P C R检测外排泵基因结果显示,C D R 1与C D R 2外排泵基因表达水平在耐药菌与敏感菌之间差异有统计学意义(P
3、0.0 5)。结论 研究基因表达及外排泵功能检测结果均表明,本地区白念珠菌对氟康唑的耐药机制主要与外排泵基因过度表达相关,未发现靶酶编码基因有意义的突变。【关键词】氟康唑;耐药机制;E R G 1 1;C D R 1;C D R 2【中图分类号】R 3 7 9.4 【文献标志码】A 【文章编号】1 6 7 3-3 8 2 7(2 0 2 3)1 8-0 4 8 1-0 6S t u d y o n t h e m e c h a n i s m o f f l u c o n a z o l e r e s i s t a n c e i n C a n d i d a a l b i c a
4、 n sF E N G X i a o c h u a n1,2,YUAN H a n g1,Z HE N G Y i n g y i n g1,3,B A I J i a n g m i a o1,Z HANG Q i a n q i a n1(1.M e d i c a l C o l l e g e o f Y a na n U n i v e r s i t y,Y a na n 7 1 6 0 0 0,C h i n a;2.Y a na n P e o p l es H o s p i t a l,Y a na n 7 1 6 0 0 0,C h i n a;3.Y a n a n
5、 U n i v e r s i t y A f f i l i a t e d H o s p i t a l,Y a na n 7 1 6 0 0 0,C h i n a)【A b s t r a c t】O b j e c t i v e T o s t u d y t h e e x p r e s s i o n l e v e l s o f f l u c o n a z o l e r e s i s t a n t g e n e s E R G 1 1,C D R 1,C D R 2,a n d MD R 1 i n C a n d i d a a l b i c a n
6、s a n d t h e i r r e l a t i o n s h i p w i t h d r u g r e s i s t a n c e,a n d t o p r o v i d e a b a s i s f o r t h e p r e v e n t i o n a n d t r e a t m e n t o f i n v a-s i v e c a n d i d i a s i s m a i n l y c a u s e d b y C a n d i d a a l b i c a n s i n f e c t i o n i n t h i s
7、r e g i o n.M e t h o d s T e n f l u c o n a z o l e r e s i s t a n t s t r a i n s a n d 1 0 f l u c o n a z o l e s e n s i t i v e s t r a i n s w e r e s e l e c t e d f r o m e a c h h o s p i t a l i n t w o t e r t i a r y a n d f i r s t-c l a s s h o s p i t a l s i n Y a n a n a r e a.Am
8、-p l i f y i n g t h e t a r g e t e n z y m e c o d i n g g e n e E R G 1 1,a n a l y z i n g t h e m u t a t i o n s i t e s,f l u o r e s c e n t d y e u s i n g r h o d a m i n e 6 G w e r e u s e d t o a n a l y z e t h e e f f l u x o f s t r a i n s f r o m d r u g r e s i s t a n t a n d s e
9、 n s i t i v e g r o u p s.T h e n,f l u o r e s c e n c e q u a n t i t a t i v e P C R w a s u s e d t o d e-t e c t t h e e x p r e s s i o n l e v e l o f t h e g e n e e n c o d i n g t h e e f f l u x p u m p o f C a n d i d a a l b i c a n s.R e s u l t s E R G 1 1 a m p l i f i c a t i o n a
10、 n d s e-q u e n c i n g r e s u l t s s h o w e d t h a t a l t h o u g h t h e r e s i s t a n t s t r a i n C 3 h a d a b a s e s i t e m u t a t i o n,i t d i d n o t c a u s e c h a n g e s i n t h e c o d i n g a m i n o a c i d.T h e r e s i s t a n t s t r a i n C 7 a n d t h e s e n s i t i
11、 v e s t r a i n C 1 2 h a d a b a s e s i t e m u t a t i o n,c a u s i n g c h a n g e s i n t h e c o d i n g a m i-n o a c i d;f l u o r e s c e n t d y e r h o d a m i n e 6 G w a s u s e d t o d e t e c t t h e e f f l u x o f C a n d i d a a l b i c a n s.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a
12、 t t h e e f f l u x o f r e s i s t a n t i s o l a t e a n d s e n s i t i v e i s o l a t e w e r e s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t w h e t h e r g l u c o s e w a s a d d e d o r n o t,a n d t h e e f f l u x o f d r u g r e s i s t a n t i s o l a t e w i t h g l u c o s e w a s s i
13、 g n i f i c a n t l y h i g h e r t h a n t h a t w i t h o u t g l u c o s e,a n d t h e d i f f e r e n c e w a s s t a t i s t i c a l l y s i g n i f i-c a n t(P0.0 5);t h e R T-P C R d e t e c t i o n o f e f f l u x p u m p g e n e s s h o w e d a s t a t i s t i c a l l y s i g n i f i c a n
14、 t d i f f e r e n c e i n t h e e x p r e s s i o n l e v e l s o f C D R 1 a n d C D R 2 e f f l u x p u m p g e n e s b e t w e e n d r u g-r e s i s t a n t a n d s e n s i t i v e i s o l a t e(P0.0 5).C o n c l u s i o n T h e r e-s u l t s o f g e n e e x p r e s s i o n a n d e f f l u x p u
15、 m p f u n c t i o n t e s t i n g i n t h i s s t u d y i n d i c a t e t h a t t h e r e s i s t a n c e m e c h a n i s m o f C a n d i d a a l-b i c a n s t o f l u c o n a z o l e i n t h i s r e g i o n w a s m a i n l y r e l a t e d t o o v e r e x p r e s s i o n o f e f f l u x p u m p g e
16、 n e s,a n d n o s i g n i f i c a n t m u t a t i o n s w e r e f o u n d i n t h e t a r g e t e n z y m e c o d i n g g e n e s.基金项目:陕西省重点研发计划项目(2 0 2 1 S F-2 3 0);榆林市科技项目(C X Y-2 0 2 0-0 6 4);延安大学校产学研项目(C X Y 2 0 2 1 2 1)作者简介:封小川,女(汉族),硕士,主治医师.E-m a i l:x i a o c h u a n 8 8 0 1 1 21 6 3.c o m通信
17、作者:张欠欠,E-m a i l:z h a n g q i a n y d 1 6 3.c o m184 中国真菌学杂志 2 0 2 3年1 2月 第1 8卷 第6期 C h i n J M y c o l,D e c e m b e r 2 0 2 3,V o l 1 8,N o.6【K e y w o r d s】f l u c o n a z o l e;d r u g r e s i s t a n c e m e c h a n i s m s;E R G 1 1;C D R 1;C D R 2C h i n J M y c o l,2 0 2 3,1 8(6):4 8 1-4 8
18、 6 近年来,世界范围内以白念珠菌感染为主的侵袭性念珠菌病呈上升趋势,全球S E NT R Y抗真菌监测显示,在欧洲,白念珠菌引起的感染占念珠菌属的5 2.5%、亚 太 地 区 为4 6.0%、拉 丁 美 洲 为4 3.9%、美国和加拿大为4 2.7%1,我国流行病学调查显示2-3,白念珠菌引起的感染占念珠菌属的6 5%,个别地区甚至大于7 0%,在免疫功能低下者和植入医疗设备的健康人中白念珠菌的感染率居首位,感染病死率高达6 8.9%4,美国每年也会因置入导管引发的白念珠菌感染造成约1 0万人死亡5。美国感染病学会(I D S A)指出氟康唑是既往非粒细胞缺乏念珠菌血症患者初始治疗及I C
19、U中高危患者侵袭性念珠菌感染预防的首选药物6,在发展中国家,三唑类药物(如氟康唑等)是治疗侵袭性念珠菌感染尤其是白念珠菌感染的主要药物7。但随着氟康唑在临床上的长期广泛应用,致使白念珠菌对氟康唑的耐药性不断增强,据美国疾控中心(C D C)统计,在感染念珠菌患者的血液样本中,约有7%对氟康唑耐药8。全球S E NT R Y监测显示9,白念珠菌对氟康唑的耐药率为1 1.9%,我国白念珠菌对氟康唑的耐药率小于6%,剂量依赖性敏感(S D D)率为4.3 5%1 0,这势必给临床治疗白念珠菌引发的疾病过程中带来严峻考验。文献报道显示1 1-1 3,白念珠菌对氟康唑耐药机制主要是靶酶编码基因E R G
20、 1 1的突变和外排泵编码基因过表达,但由于不同地区白念珠菌的感染及其耐药不同,其耐药机制亦不尽相同,因此,本文通过 研 究 白 念 珠 菌 对 氟 康 唑 耐 药 相 关 基 因E R G 1 1、C D R 1、C D R 2和MD R 1的表达水平及其与耐药的关系,探究延安地区白念珠菌对氟康唑的耐药机制,对管理目前有限的抗真菌药物,以及为患者提供精准治疗服务至关重要。1 材料和方法1.1 材料菌株 收集延安市两家三甲医院送检并经鉴定为白念珠菌且对氟康唑耐药和敏感的菌株各1 0株,耐 药 菌 株 编 号C 1-C 1 0,敏 感 菌 株 编 号C 1 1-C 2 0。标准质控菌株:白念珠菌
21、AT C C 9 0 0 2 8。纳入标准:经质谱鉴定为白念珠菌;根据美国临床实验室标准化研究所(C L S I)判断标准1 4,敏感(S):M I C8 g/m L,耐药(R):M I C6 4 g/m L,药敏结果复核为白念珠菌对氟康唑耐药及敏感菌株;所有操作均符合实验室操作标准。主要试剂和仪器 Y e a s t O n e p l a t e真菌药敏板试剂盒(赛默飞世尔科技(中国)有限公司)(批号:2 8 0 5 4 3)、T a q D NA聚合酶(北京百奥莱博科技有限公司)(批号:J N 0 0 1 5)、逆转录试剂盒(广州赛国生物科技有限公司)(批号:7 0 0 6 0 0 0
22、0)、罗丹明 6 G(西 亚 化 学 试 剂 商 店)(批 号:2 0 2 1 1 1 1 5)、V I T E K M S全自动快速质谱微生物检测系统(法国梅里埃公司)、A B I 7 3 0 0 型全自动荧光定量P C R仪(美国A B I公司)、C y t o m i c s 5 0 0流式细胞仪(美国贝克曼库尔特公司)、N a n o d r o p O n e 超微量分光光度计(赛默飞世尔科技(中国)有限公司)、T a n o n 3 5 0 0型凝胶成像分析系统(上海天能有限公司)。1.2 方法 E R G 1 1基因扩增并测序 白念珠菌D NA的提取:菌株培养、离心后,提取出白念
23、珠菌D NA,与5 L 样品混合均匀后进行电泳约5 5 m i n,应用电脑成像系统进行凝胶相片拍摄。以G e n B a n k公布的白念珠菌标准菌株E R G 1 1基因序列数据为准,P C R引 物 设 计:E R G 1 1 F:5-AT G G C T AT T-G T T G A A A C T G T C A T T G-3(第1 2 5位)、E R G 1 1R:5-T T AAAA C AT A C AAG T T T C T C T T T T T-T C C-3(第1 5 6 0-1 5 8 7位)。罗丹明6 G在试验菌株中外排情况的测定 实验菌株经离心、预冷,重悬于P
24、B S使葡萄糖耗尽,加入罗丹明6 G后将试管放于冰面上,然后在菌液中加入P B S混合均匀、离心,用流式细胞仪进行分析记录,此时菌株的荧光强度设为外排前的起始荧光强度;洗3次预冷P B S,将多余的罗丹明6 G去除后分为两管,一管5 0 L菌液加入1 m L P B S,另一管5 0 L菌液加入1 m L P B S,离心加入P B S混合均匀,运用流式细胞仪分析,将未用罗丹明6 G处理的菌株细胞的荧光强度作为自身荧光对照;将摄取罗丹明 6 G 之后的细胞荧光强度作为基底,分别减去加与不加葡萄糖外排之后的细胞284 中国真菌学杂志 2 0 2 3年1 2月 第1 8卷 第6期 C h i n
25、J M y c o l,D e c e m b e r 2 0 2 3,V o l 1 8,N o.6 荧光强度,进行数据分析。白念珠菌外排泵基因表达的检测 白念珠菌外排泵基因引物序列见表1。表1 白念珠菌外排泵基因引物T a b.1 G e n e p r i m e r s o f C a n d i d a a l b i c a n s e f f l u x p u m p序列名称片段片段大小1 8 S r RNAF:5 -T C G G G G G T A T C A G T A-T T C A G T T G T C-3 8 3 b pR:5 -T C C T T G G T A
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