2025-02-08
近日，中国医科大学附属第一医院在《Emerging Microbes & Infections》期刊发表新研究成果！本研究收集了18株耳念珠菌，通过临床数据挖掘、基因组学和转录组学分析，确定与这些分离株在临床治疗期间AmB敏感性降低相关的遗传进化特征，研究结果为开发新的抗真菌药物靶点和临床标志物提供了新的见解。
本研究的测序和分析由上海派森诺生物科技股份有限公司完成。
研究背景
耳念珠菌（Candida auris）由于其耐药性的增加，正在迅速发展为一种全球性病原体。AmB是治疗真菌感染的重要药物，但全球耳念珠菌对AmB的耐药率已超12%，且其敏感性降低的相关机制尚不明确，目前对AmB耐药的研究有限。本研究通过基因组和转录组分析，系统地调查了临床耳念珠菌AmB耐药株的临床特征及其进化特点，并揭示其在临床上对AmB产生耐药性的进化基础。
研究材料与方法
1.实验材料：从5名患者的各类标本中分离出的18株耳念珠菌
2.测序平台：Illumina Novaseq
3.分析内容：药敏测验、真菌重测序、系统发育分析、转录组分析等
研究结果
临床分离株和患者信息
研究期间共获得18株耳念珠菌分离株，来源包括13份尿液标本、1份脑脊液和4份皮肤样本。这些菌株对氟康唑表现出高耐药性，对5-氟胞嘧啶敏感，伏立康唑和伊曲康唑的MIC值分别在1-4 μg/mL和0.125-0.5 μg/mL范围内。根据AmB的MIC值，菌株被分为AmB0.5、AmB1和AmB2三组。回顾相关病例发现，除1例患者未接受抗真菌药物治疗外，其余4例患者均先接受了AmB雾化吸入治疗呼吸道念珠菌感染，随后进行AmB持续膀胱冲洗。研究发现，接受AmB膀胱冲洗治疗的患者中，C. auris的AmB MIC值逐渐升高，表明AmB敏感性降低。
图1 5例患者的治疗方案和分离株收集
系统发育分析及全基因组SNP位点分析
结合前人研究的29株在内的共45株菌进行系统发育分析，发现有两个主要聚类分支：Cluster A主要包含本研究中AmB1和AmB2的耳念珠菌分离株，且多数来自接受AmB膀胱冲洗治疗的患者；Cluster B则主要由先前分离的对AmB敏感的菌株构成。
本研究共发现77个SNP位点突变，其中46个为非同义突变，31个为同义突变。部分非同义突变基因，如ERG3、IFF9、RAD2等，可能与AmB敏感性降低有关。不同分组菌株的基因突变存在差异，如RAD2、PRO41和UPC的非同义突变仅在AmB2分离株中发现。
图2 临床分离的耳念珠菌的基因组测序
转录组分析
挑选11株经AmB膀胱冲洗治疗患者的临床分离株和3株对照分离株进行分析。主成分分析显示生物重复间相关性高，但三组菌株未单独聚类。与AmB0.5分离株相比，AmB1和AmB2耳念珠菌分离株中共鉴定出152个差异表达基因（DEGs）。其中，AmB2组有91个基因上调，AmB1组有18个基因上调，AmB0.5组有43个基因上调。KEGG分析发现，这些DEGs在DNA复制相关途径中聚集。有13个基因富集在与DNA复制、代谢过程、几何变化和双链解旋相关的DNA相关途径中，经分析，共有31个基因直接与DNA复制相关。此外，9个与整合膜成分相关的基因以及细胞黏附相关基因ALS4和ALS1也存在差异表达。
图3 转录组数据分析
结论
本研究发现，经AmB膀胱冲洗治疗后，患者体内耳念珠菌对AmB的敏感性逐渐降低；鉴定出ERG3和 RAD2等突变，以及膜脂质相关基因和DNA相关基因的差异表达，并识别出5个关键基因。
研究表明，AmB 膀胱冲洗可能诱导耳念珠菌对AmB的MIC升高，菌株的进化起源复杂且具有传播风险。该研究揭示了耳念珠菌对AmB敏感性降低的体内微进化过程，为临床监测和防控提供依据，有助于制定消除耳念珠菌、预防AmB耐药性进一步出现的策略，对解决 “超级真菌” 相关临床问题具有重要意义。
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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
