2025-02-08
近日(ri)，中國醫(yi)科大學(xue)附屬第一醫(yi)院在(zai)《Emerging Microbes & Infections》期刊發表新(xin)研究成果(guo)！本研究收集了18株耳念珠菌，通過臨床數(shu)據(ju)挖掘、基(ji)因組(zu)學(xue)和(he)轉錄組(zu)學(xue)分析，確定與這些分離(li)株在(zai)臨床治療期間AmB敏感性降低相(xiang)關的遺傳進化特征(zheng)，研究結果(guo)為開發新(xin)的抗(kang)真菌藥物(wu)靶點和(he)臨床標志物(wu)提供了新(xin)的見解(jie)。
本研(yan)究的測序和分析由上海派(pai)森諾生(sheng)物科技股份有(you)限公司完成(cheng)。
研(yan)究背(bei)景(jing)
耳(er)(er)念(nian)(nian)珠菌（Candida auris）由于其(qi)(qi)(qi)(qi)耐(nai)藥(yao)性(xing)的(de)增加，正在迅速發展(zhan)為一種(zhong)全球(qiu)性(xing)病原(yuan)體。AmB是治療真菌感(gan)染的(de)重要藥(yao)物，但全球(qiu)耳(er)(er)念(nian)(nian)珠菌對AmB的(de)耐(nai)藥(yao)率已超12%，且其(qi)(qi)(qi)(qi)敏感(gan)性(xing)降低的(de)相(xiang)關機制(zhi)尚(shang)不明確(que)，目前對AmB耐(nai)藥(yao)的(de)研究有限(xian)。本研究通(tong)過基因組和轉錄組分析，系統地調查了臨床(chuang)耳(er)(er)念(nian)(nian)珠菌AmB耐(nai)藥(yao)株的(de)臨床(chuang)特征(zheng)及其(qi)(qi)(qi)(qi)進化特點(dian)，并揭示(shi)其(qi)(qi)(qi)(qi)在臨床(chuang)上對AmB產生耐(nai)藥(yao)性(xing)的(de)進化基礎。
研究材料與方(fang)法
1.實驗材料(liao)：從5名患者的各類(lei)標本中分離出的18株耳念珠菌
2.測序平臺：Illumina Novaseq
3.分析內容：藥(yao)敏測(ce)驗(yan)、真菌重測(ce)序、系統發育分(fen)(fen)析(xi)、轉錄組分(fen)(fen)析(xi)等
研究(jiu)結果
臨床分離株和患者信息
研究期間(jian)共獲得18株耳念珠菌(jun)(jun)(jun)(jun)分(fen)(fen)(fen)離株，來源包括13份尿液標本、1份腦脊(ji)液和4份皮膚(fu)樣本。這些菌(jun)(jun)(jun)(jun)株對(dui)氟(fu)(fu)康(kang)(kang)唑(zuo)表現(xian)出高耐藥性，對(dui)5-氟(fu)(fu)胞嘧(mi)啶(ding)敏(min)感(gan)，伏立康(kang)(kang)唑(zuo)和伊曲(qu)康(kang)(kang)唑(zuo)的MIC值(zhi)分(fen)(fen)(fen)別在1-4 μg/mL和0.125-0.5 μg/mL范圍內(nei)。根(gen)據(ju)AmB的MIC值(zhi)，菌(jun)(jun)(jun)(jun)株被分(fen)(fen)(fen)為AmB0.5、AmB1和AmB2三組。回顧相關病例(li)發(fa)現(xian)，除1例(li)患者(zhe)未(wei)接受(shou)抗(kang)真菌(jun)(jun)(jun)(jun)藥物治(zhi)療外，其余(yu)4例(li)患者(zhe)均先接受(shou)了AmB霧化吸(xi)入治(zhi)療呼吸(xi)道念珠菌(jun)(jun)(jun)(jun)感(gan)染，隨后進行AmB持續膀胱(guang)沖(chong)洗。研究發(fa)現(xian)，接受(shou)AmB膀胱(guang)沖(chong)洗治(zhi)療的患者(zhe)中，C. auris的AmB MIC值(zhi)逐漸升(sheng)高，表明AmB敏(min)感(gan)性降(jiang)低。
圖(tu)1 5例患(huan)者的治療(liao)方案和分離(li)株收集(ji)
系(xi)統發育分析(xi)及(ji)全(quan)基因組SNP位點分析(xi)
結合(he)前人研究的(de)(de)29株(zhu)在內的(de)(de)共45株(zhu)菌進行系統發育分析，發現有兩個主要聚(ju)類分支(zhi)：Cluster A主要包含本研究中AmB1和(he)AmB2的(de)(de)耳念珠菌分離株(zhu)，且(qie)多數來自(zi)接受AmB膀胱(guang)沖洗(xi)治療(liao)的(de)(de)患者；Cluster B則主要由先(xian)前分離的(de)(de)對AmB敏感的(de)(de)菌株(zhu)構成。
本研(yan)究共發現(xian)77個SNP位點(dian)突變(bian)，其中46個為非(fei)同(tong)義突變(bian)，31個為同(tong)義突變(bian)。部分非(fei)同(tong)義突變(bian)基(ji)因，如(ru)ERG3、IFF9、RAD2等，可能與AmB敏感性降低有關(guan)。不同(tong)分組(zu)菌(jun)株的基(ji)因突變(bian)存在(zai)差(cha)異，如(ru)RAD2、PRO41和UPC的非(fei)同(tong)義突變(bian)僅(jin)在(zai)AmB2分離株中發現(xian)。
圖2 臨床分離的耳念珠菌的基因組測序
轉錄(lu)組分析
挑選11株(zhu)(zhu)經(jing)AmB膀胱沖洗治(zhi)療患(huan)者(zhe)的(de)(de)臨床分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)株(zhu)(zhu)和(he)3株(zhu)(zhu)對照分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)株(zhu)(zhu)進(jin)行(xing)分(fen)(fen)(fen)析。主成分(fen)(fen)(fen)分(fen)(fen)(fen)析顯示生物重復(fu)(fu)間相(xiang)關(guan)(guan)性(xing)高，但三組(zu)菌株(zhu)(zhu)未(wei)單(dan)獨聚類(lei)。與(yu)AmB0.5分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)株(zhu)(zhu)相(xiang)比，AmB1和(he)AmB2耳念珠菌分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)株(zhu)(zhu)中(zhong)(zhong)共鑒定出(chu)152個(ge)差異表(biao)達基(ji)因(yin)（DEGs）。其中(zhong)(zhong)，AmB2組(zu)有(you)91個(ge)基(ji)因(yin)上調(diao)(diao)，AmB1組(zu)有(you)18個(ge)基(ji)因(yin)上調(diao)(diao)，AmB0.5組(zu)有(you)43個(ge)基(ji)因(yin)上調(diao)(diao)。KEGG分(fen)(fen)(fen)析發現，這些(xie)DEGs在DNA復(fu)(fu)制相(xiang)關(guan)(guan)途徑(jing)中(zhong)(zhong)聚集。有(you)13個(ge)基(ji)因(yin)富集在與(yu)DNA復(fu)(fu)制、代謝過(guo)程、幾何變化和(he)雙鏈解旋相(xiang)關(guan)(guan)的(de)(de)DNA相(xiang)關(guan)(guan)途徑(jing)中(zhong)(zhong)，經(jing)分(fen)(fen)(fen)析，共有(you)31個(ge)基(ji)因(yin)直接與(yu)DNA復(fu)(fu)制相(xiang)關(guan)(guan)。此外，9個(ge)與(yu)整(zheng)合(he)膜成分(fen)(fen)(fen)相(xiang)關(guan)(guan)的(de)(de)基(ji)因(yin)以及細胞黏附相(xiang)關(guan)(guan)基(ji)因(yin)ALS4和(he)ALS1也存在差異表(biao)達。
圖3 轉(zhuan)錄組數(shu)據分(fen)析
結(jie)論
本研究發現，經AmB膀胱沖(chong)洗治療后，患者體內耳念珠菌對AmB的敏感性逐漸降低；鑒定出ERG3和 RAD2等(deng)突(tu)變，以及膜(mo)脂質相關(guan)(guan)基因(yin)和DNA相關(guan)(guan)基因(yin)的差異表達，并識別出5個關(guan)(guan)鍵(jian)基因(yin)。
研(yan)究(jiu)表明，AmB 膀胱(guang)沖洗(xi)可能誘導耳念(nian)珠菌(jun)(jun)對(dui)AmB的(de)MIC升高，菌(jun)(jun)株的(de)進(jin)化(hua)起(qi)源復雜且具有傳(chuan)播風險。該研(yan)究(jiu)揭示了耳念(nian)珠菌(jun)(jun)對(dui)AmB敏感(gan)性(xing)降低(di)的(de)體內(nei)微進(jin)化(hua)過(guo)程(cheng)，為臨(lin)床監(jian)測和防控提供依據，有助于(yu)制定消除耳念(nian)珠菌(jun)(jun)、預防AmB耐藥性(xing)進(jin)一步出現(xian)的(de)策略，對(dui)解(jie)決 “超級真菌(jun)(jun)” 相(xiang)關(guan)臨(lin)床問題具有重要意(yi)義。
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文章索引：
Tian S, Rong C, Li H, etal. Genetic microevolution of clinical Candida auris with reduced Amphotericin B sensitivity in China. Emerg Microbes Infect. 2024; 13 (1): 2398596. doi:10.1080/22221751.2024.2398596
