合成生物催化剂工程,摘译自:https://www.pnas.org/content/early/2020/08/25/2003700117

真菌感染的治疗一直是医学上的一大难题,尽管在体外测定了许多使真菌敏感的药物,但在人体内的应用则疗效甚微,甚至治疗无效。体外抗菌素敏感性和体内治疗结果之间的这种差异部分是由感染期间微生物采用耐药生物膜生长模式解释的。以丝状真菌常见病原体烟曲霉为例,其在人体内形成生物膜,在生物膜生长过程中,它降低了对所有当代抗真菌药物的敏感性。导致抗真菌耐药性的丝状真菌生物膜的具体特征以及它们与抗真菌耐药性的关系的调查,仍然是一个重大的知识空白在很大程度上仍不清楚。

近日,发表在《PNAS Fungal biofilm architecture produces hypoxic microenvironments that drive antifungal resistance”一文中(通讯作者为盖泽尔医学院的罗伯特·A·克雷姆教授),作者通过荧光显微镜和转录生物报告相结合的方法确定了烟曲霉生物膜中的氧浓度梯度和单细胞代谢活性。通过观察发现,烟曲霉生物膜在其成熟过程中持续发展为低氧微环境的空间梯度。这些缺氧区的形成不仅有助于丝状真菌生物膜的成熟,而且在功能上也以抗真菌耐药性的形式存在。烟曲霉通过不断降低生物膜底部的氧气水平就可增加其对抗真菌药物的抗药性。其证明了在许多细菌生物膜中发现的由动态氧梯度介导的耐药性在真菌中也存在类似机制。氧梯度介导的微生物生物膜耐药性向真菌领域的延伸发现为未来对真菌的新治疗方法铺平了道路。

(张子旭 摘译)


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