生物膜形成和卡泊芬净对念珠菌属血分离株生物膜结构的效应.doc

生物膜形成和卡泊芬净对念珠菌属血分离株生物膜结构的效应念珠菌生物膜是潜在网状聚合基质中的微生物菌落,附着于某一表面生长,对抗菌治疗高度顽固。这些生物膜对除棘白菌素和***霉素B脂质体外的绝大多数抗真菌药表现出耐药性增强。本研究对不同念珠菌属(尤其是白色念珠菌、热带念珠菌和***滑念珠菌)形成的生物膜进行了评价,并通过一个临床相关的体外模型系统评估了卡泊芬净(CAS)的效应。CAS在体外显示出对生物膜内的白色念珠菌和热带念珠菌细胞有活性。暴露于抗真菌药48小时后,评价生物膜形成的情况,用扫描电镜(SEM)观察CAS对预先形成的念珠菌属生物膜的效应。观察到与生物膜有关的细胞形态有数种菌属特异性的差异。我们的结果证实了在高浓度CAS存在的情况下,白色念珠菌和热带念珠菌生物膜会出现矛盾性生长(PG)。SEM分析也证实了这些发现,这些发现与经生物膜敏感性试验获得的代谢活性有关。重要的是,这些结果提示,非典型细胞、增大细胞、圆锥细胞的出现与PG以及念珠菌属生物膜群体中的耐受细胞有关。这些发现的临床意义目前仍未明确。念珠菌属是机会性病原菌,可导致病危患者发生浅表和全身疾病(8,22,44),与高死亡率(35%)以及治疗费用高有关(8,19)。本菌属是美国医院第四常见的血流感染原因,超过了革兰阴性杆菌引起的发病率(6,17)。最近的研究表明,本病原菌导致的大多数疾病与生物膜生长方式有关(7,16,28,48)。生物膜是自发形成、生长在非生物活性或生物活性表面的微生物菌落,附着于自身产生、由胞外网状聚合物质组成的基质中(14,15,55),附着于植入的医疗器械时,常对抗菌治疗有难治性。由于念珠菌属是机会性病原菌,因此可附着于网状聚合表面并产生生物膜结构,保护病原体逃避宿主防御和抗真菌药物(11,16,45,48)。念珠菌生物膜对包括***霉素B(AMB)、***康唑、伊曲康唑和***康唑在内的各种抗真菌药的耐药性比其浮游相要高(20,38,50)。然而,生物膜相关性微生物对抗真菌药耐药的分子基础目前尚未完全明确。在体外和体内观察到的念珠菌生物膜复合结构提示形态分化产生菌丝对生物膜的形成和成熟有重要作用(7,32,33)。Baillie和Douglas证明了固定在菌丝或酵母相上的突变细胞虽然可变为生物膜,但是菌丝结构是为生物膜提供完整性和多层结构的必要因素(4)。据报告,***滑念珠菌、光滑念珠菌以及热带念珠菌生物膜不如白色念珠菌产生的生物膜大;然而,必须进行进一步结构分析研究以描述这些微生物形成的生物膜(30,31)。念珠菌生物膜显示出来的耐药特性的机制目前未明。可能的机制包括生长率下降;生物膜上的细胞营养受限;耐药基因,尤其是编码外排泵的基因的表达;细胞密度增大;细胞衰老;或生物膜上有“持留”细胞(1,3,5,29,34,36,38,43,46,48,50,51)。棘白菌素是一类新型半合成***脂肽,具有明显的抗真菌活性。当前已上市的棘白菌素有卡泊芬净(CAS)、米卡芬净和阿尼芬净。棘白菌素在体外和体内治疗念珠菌血症和侵袭性念珠菌病显示出显著疗效(25,27,42)。CAS是首个获得上市许可的抗真菌药,可抑制β-1,3-葡聚糖,β-1,3-葡聚糖是念珠菌细胞壁的主要结构成分;葡聚糖合成被证明是生物膜的特别有效的靶点(29,31,38,48,50)。高浓度棘白菌素的抗真菌活性反而减弱这