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白色念珠菌生物被膜形成和由其产生的耐药机制 专业班级：生物制药 姓名：邓海艳 课程名称：微生物学 摘要：白色念珠菌以生物被膜方式生长是相对于其悬浮生长状态而言的另一种独特的生长形式，其最具特征的表型是对多种抗真菌药物表现出高度耐药。本文对近年来白色念珠菌生物被膜形成的分子机制及其产生的耐药机制的研究进展进行综述。 关键词：白色念珠菌；生物被膜；抗真菌药物；耐药真菌 近20多年来，由于免疫抑制剂和广谱抗生素的使用、各种生物装置的体内置入和导管的留置、艾滋病患者的不断增加等，使得以念珠菌为主的深部真菌感染率逐年上升。在美国流行的院内获得性感染中，念珠菌引起的感染在血源性感染中位居第4位，在导管相关性感染中居第3位，即便使用了抗真菌药物，其死亡率仍高达40%。在所有念珠菌性感染中，白色念珠菌感染率占45%[1]。从患者体内取出的导管或生物装置表面可见念珠菌以生物被膜的形式黏附生长。对体外建立的白色念珠菌形成生物被膜的模型进行抗真菌药物敏感性试验时发现，菌株对常用药物均表现为高度耐药。因此，以生物被膜形式生长并表现出高度耐药性的体内导管或生物装置相关性白色念珠菌感染给临床治疗带来很大难度，迫使临床医师在进行抗真菌治疗的同时必须从患者体内取出导管或生物装置，从而影响到患者的预后。因此，对白色念珠菌生物被膜的形成和由此引发的耐药机制的研究具有重要的临床价值。本文就近年来对白色念珠菌生物被膜形成过程、耐药机制以及有关防治方面的研究进展进行综述。 1．[2]，是相对于单个分散游离状态真菌细胞而言的另一种独特的微生物生存方式。 2.白色念珠菌生物被膜的结构与特征 典型的白色念珠菌形成的生物被膜为基底数层酵母样细胞黏附于无活力物体或活组织表面，其上方有细胞外基质覆盖，内有大量菌丝样细胞生长。与细菌形成的生物被膜相似，白色念珠菌形成的生物被膜也是细胞黏附于物体表面，外面包裹着细胞外多糖，同时表现出高度的耐药性。但白色念珠菌的生物被膜有其独特的特点。Chandra等使用共聚焦显微镜分别观察了白色念珠菌在聚甲基丙烯甲酯条和硅胶上形成生物被膜的过程，发现典型生物被膜的形成需要经历3个时段：早期中期成熟期。 3.白色念珠菌生物被膜形成的分子机制 白色念珠菌黏附生物材料后表现出了和游离培养条件下截然不同的表型。这是细胞启动了特殊的转录机制，并随之引起复杂生理变化的结果。这期间经历了黏附和聚集、信号传导、细胞内基因的选择性表达等过程。Garcia-Sanchez等使用基因芯片对其进行检测后发现，白色念珠菌在形成生物被膜时有325个基因表达发生了变化。下面从几方面对生物被膜形成过程的分子机制的主要表现进行阐述。 3.1与黏附有关的分子 生物材料表面具有疏水性是生物被膜形成的重要条件[3]。念珠菌的最外层是细胞壁，因此其表面的蛋白质在黏附中起重要作用，而且这种作用是由基底层的酵母样细胞完成的。起黏附作用的蛋白质分子需借助疏水结构域通过非极性键和材料表面结合。酵母特异性细胞壁蛋白YWP1在酵母样细胞的黏附作用中起负调节作用，故ywp1基因缺失株形成的生物被膜的黏附能力增强[4]。与黏附有关的als基因家族成员在生物被膜形成中表达水平不一，如als1、als3als7下调，而als5和als10的表达无明显变化。其中对als3研究比较深入，其过度表达均能使bcr1缺失株在体内外形成成熟的生物被膜，因此对该家族的每一个基因进行详尽的研究有助于 进一步了解生物被膜的形成。黏附分子HWP1缺失在体内外均不能形成成熟的生物被膜[5]。EAP1能帮助无黏附作用的酿酒酵母和efg1缺失的念珠菌(该菌株无黏附功能)黏附在293细胞，其表达受efg1的调控，目前尚无关于EAP1在生物被膜形成中的作用的研究报道。CSH1是一个功能未明的细胞壁蛋白，当csh1基因缺失时，整个细胞表面的疏水性明显降低。Cao等使用法尼醇(farnesol)抑制白色念珠菌形成生物被膜时，csh1的表达下降，并且呈负相关关系，提示其可能在生物被膜中起黏附作用。CSA1也是一种细胞壁蛋白，具有半胱氨酸富集的疏水结构域，推测其可能参与黏附过程。 3.2群体感应 群体感应(quorum sensing)是微生物生物被膜形成过程中的调控机制之一，其能避免细胞过度增殖[6]。目前在白色念珠菌生物被膜研究中发现2种群体感应分子，即法尼醇和酪醇。酪醇在生物被膜形成中的作用不明，法尼醇则能抑制生物被膜的形成，并呈量效关系。Cao等发现，使用法尼醇抑制白色念珠菌生物被膜形成时伴有274个基因的表达水平发生改变，其中包括有关细胞壁蛋白、菌丝生长、外排泵及热休克蛋白等基因。目前认为法尼醇对生物被膜的抑制作用是通过组氨酸激酶(CHK1)的表达或激活来实现的[7]。 4.白色念珠菌形成生物被膜后的耐药机制 细菌