双相真菌马尔尼菲青霉(PM)所致的感染不及时治疗死亡率超过80%,然而传统治疗药物毒副作用大。本课题组在前期药敏试验中发现,PM致病性酵母相对新型抗真菌药物棘白霉素类不敏感。其机制推测与PM菌相转化后细胞壁的变化有关。本课题通过研究PM菌丝相及酵母相细胞壁主要成分1,3-β-D葡聚糖及几丁质含量及其编码基因FKS1、CHS表达量变化,与两种菌相对棘白霉素类药物敏感性差异的关系,探讨PM致病性酵母相对棘白霉素类不敏感的机制。进一步的,以calcineurin催化亚单位编码基因(cnaA)为切入点,通过构建cnaA基因缺失突变株及过表达突变株,研究调控胞壁几丁质成分能否改变PM酵母相对棘白霉素类药物的敏感性。本课题从探讨PM致病性酵母相棘白霉素类不敏感的机制入手,深入研究PM细胞壁几丁质成分作为新药靶的可能性,为临床寻找新的、更好的途径治疗马尔尼菲青霉病提供科学依据。
penicillium marneffei;CHS;FKS;CnaA;Echinocandins
本课题组针对马尔尼菲青霉致病性酵母相体外药敏实验中对棘白霉素类药物不敏感的机制进行了探讨。首先,比较了马尔尼菲青霉标准株FRR2161的菌丝相和酵母相细胞壁主要成分1,3-β-D葡聚糖编码基因FKS1,以及几丁质编码基因CHS表达量的变化。结果发现CHS基因mRNA表达量在酵母相较菌丝相升高3倍,与我们的预期相同,提示马尔尼菲转化为酵母相后细胞壁成分发现变化,这可能是马尔尼菲青霉酵母相对棘白霉素敏感性较菌丝相下降的原因。进一步的,成功敲除了马尔尼菲青霉钙调磷酸酯酶编码基因calcineurin A(CnaA),并且对该基因的功能进行了研究,发现CnaA基因敲除株突变株生长缓慢、产孢子能力下降、对过氧化氢和高渗透压敏感等一系列变化,但是与野生株一样,CnaA敲除株对棘白霉素类药物不敏感。同时,本课题组还进行了CnaA抑制剂FK506及环孢菌素A联合棘白霉素及两性霉素B、伊曲康唑、氟康唑等抗真菌药物对马尔尼菲青霉酵母相的体外药敏实验。发现CnaA抑制剂环孢菌素A与两性霉素B及伊曲康唑、氟康唑联合,对马尔尼菲青霉酵母相有很强的协同作用,但是与棘白霉素类联合无协同作用,但也无拮抗。CnaA基因敲除株对棘白霉素不敏感的结果与体外药敏结果相吻合,提示在马尔尼菲青霉中CnaA基因不是对酵母相细胞壁成分进行调控的主要基因,马尔尼菲青霉细胞壁的合成是由多个基因共同调控的过程。我们的研究发现CnaA基因可增强两性霉素B、伊曲康唑、氟康唑对马尔尼菲青霉的抗菌活性,提示CnaA信号通路是治疗马尔尼菲青霉感染的有效靶点。目前正对此项工作进行数据汇总,论文撰写。在进行基因功能研究的同时,本课题组还探讨了基于rDNA保守序列的马尔尼菲青霉分子诊断实验技术,建立灵敏度高、特异性强的分子诊断技术,目前已申报专利一项,文章待发表。此外,还利用免疫组化的方法,探讨马尔尼菲青霉感染局部皮损的免疫病理损伤以及保护性细胞免疫。结果发现皮损组织病理学改变与局部细胞免疫功能相一致;Th1型反应在皮损局部抵御PM的过程起重要作用。该部分研究结果已撰写论文已在2013年中华皮肤科杂志上发表。在基金的支持下,课题组成员前往澳大利亚墨尔本大学Alex Andrianopoulos教授实验室进行研究,掌握多项研究技术。此外,近三年本课题组获邀在一次国际会议上做分会发言,两次在全国会议作分会发言。