AmBeed文献解读｜Scientific Reports

HIV蛋白酶抑制剂阿扎那韦和沙奎那韦增强泊沙康唑对耳念珠菌的抗真菌活性

     弗吉尼亚理工大学Mohamed N. Seleem课题组，于2024年1月18日，在Scientific Reports上发表题为《Enhanced antifungal activity of posaconazole against Candida auris by HIV protease inhibitors, atazanavir and saquinavir》的文献。

研究背景：

侵袭性真菌感染对公共卫生造成了极大威胁，真菌感染的发病率正在全球范围内上涨。大多数侵袭性真菌感染是由念珠菌属引起的，这些物种与高死亡率（高达60%）有着密切关联，新出现的真菌种类耳念珠菌（Candida auris）的传播范围已经超过了45个国家，严重加剧了全球对抗真菌耐药性的健康挑战。多药耐药耳念珠菌相关感染的发病率和传播正在惊人地增长，并与高死亡率相关。现在迫切需要开发新的抗真菌药物来治疗多药耐药的耳念珠菌感染。

耳念珠菌拥有一系列已知的能引起致病性的毒力因子库。其中，生物膜的形成是C. auris的一个主要毒力因子，它在引起危及生命的侵袭性念珠菌病的发生中扮演重要角色。C. auris感染通常与医疗设备（如导管）相关联，它们在这些设备上形成生物膜，这些生物膜粘附在设备表面，导致设备故障，并成为血液感染的来源。此外，生物膜的形成显著地促进了抗真菌耐药性的升级，因为这些生物膜使得C. auris细胞能够耐受更高浓度的抗真菌药物。因此，迫切需要新的治疗方法来有效应对C. auris感染，特别是与生物膜形成相关的感染。

泊沙康唑是第二代三唑类抗真菌药物，对包括C. auris在内的真菌具有较强的广谱抗真菌活性。与氟康唑、伊曲康唑和伏立康唑相比，泊沙康唑具有更高的安全性和耐受性。已经证明，长期使用泊沙康唑治疗，可降低诱导副作用的风险。此外，泊沙康唑的半衰期延长至15-35小时。除了这些特性外，与氟康唑和伏立康唑相比，泊沙康唑还具有治疗上的优势，因为它不太可能受到麦角甾醇基因(ERG11)突变的影响，该基因编码的甾醇去甲基酶是三唑类药物的靶标酶。此外，有报道称，感染了对氟康唑有耐药性的光滑念珠菌(C. glabrata)或热带念珠菌(C. tropicalis)的患者，在使用泊沙康唑治疗后能够康复。然而，泛耐药的耳念珠菌(C. auris)的出现，对三种抗真菌药物都显示出耐药性，这强调了开发新疗法的急迫性。

研究内容：

作者之前报道了洛匹那韦与氟康唑、伊曲康唑和伏立康唑对C. auris具有较强的协同作用。还鉴定了阿扎那韦和沙奎那韦是能够恢复伊曲康唑对耳念珠菌(C. auris)活性的强效药物。在之前研究的基础上，本课题中作者使用HIV蛋白酶抑制剂（阿扎那韦和沙奎那韦来自AmBeed品牌）增强泊沙康唑对C. auris的活性。还评估了泊沙康唑与阿扎那韦和沙奎那韦联合，在抑制C. auris生物膜方面的活性。最后，在小鼠C. auris感染模型中研究了阿扎那韦/泊沙康唑和沙奎那韦/泊沙康唑联合的体内疗效。

结果显示，1）泊沙康唑与阿扎那韦和沙奎那韦具有体外协同抗真菌活性。通过棋盘稀释法，证实了阿扎那韦/泊沙康唑和沙奎那韦/泊沙康唑联合对17种耳念珠菌分离株的潜在协同作用。阿扎那韦和沙奎那韦与泊沙康唑对全部的耳念珠菌分离株都表现出协同作用，将泊沙康唑的最小抑制浓度(MICs)降低了4～17倍。阿扎那韦/泊沙康唑和沙奎那韦/泊沙康唑联合，分级抑菌浓度指数(FICIs)为0.06-0.28（图1），表现出协同作用。此外，这两种组合对其他医学上重要的念珠菌物种，如白色念珠菌(C. albicans)、热带念珠菌(C. tropicalis)、近平滑念珠菌(C. parapsilosis)、克柔念珠菌(C. krusei)和光滑念珠菌(C. glabrata)也显示出类似的协同作用，FICIs值在0.12～0.38之间（图2）。

2）阿扎那韦和沙奎那韦可增强泊沙康唑的抑菌活性。作者对耳念珠菌AR0390进行了长达48小时的时间依赖性杀菌实验，单独使用阿扎那韦（16 µg/mL）、沙奎那韦（16 µg/mL）或泊沙康唑（0.25 µg/mL）,真菌的生长并未受时间影响，其生长模式与阴性对照组相似。然而，与阴性对照组相比，阿扎那韦/泊沙康唑联合用药，在24小时和48小时后，分别将耳念珠菌的菌落形成单位（CFU）减少了3.78和5.02个对数单位；沙奎那韦/泊沙康唑联合用药，在24小时和48小时后分别将耳念珠菌的CFU减少了4.19和5.62个对数单位（图3A）。斑点印迹试验表明，在阿扎那韦（16 µg/mL）、沙奎那韦（16 µg/mL）和泊沙康唑（0.25 µg/mL）存在和不存在的情况下，耳念珠菌均有指数级生长。相反，在两种组合药物存在的情况下，耳念珠菌的生长被显著抑制（图3B）。此外，作者在含有一百万个耳念珠菌细胞的RPMI 1640琼脂中使用了泊沙康唑测试条，阿扎那韦和沙奎那韦（各32 µg/mL）将泊沙康唑对C. auris的MIC从1 µg/mL分别降到了0.38 µg/mL和0.19 µg/mL（分别降低了2.6倍和5.2倍）（图3C），表明HIV蛋白酶抑制剂（阿扎那韦和沙奎那韦）可以提高泊沙康唑的抗耐三唑类耳念珠菌的活性。

3）阿扎那韦/泊沙康唑和沙奎那韦/泊沙康唑联合使用，可以抑制耳念珠菌的生物膜形成。与阴性对照组相比，阿扎那韦和沙奎那韦在低浓度16 µg/mL时，联合泊沙康唑（0.03 µg/mL），对耳念珠菌生物膜形成的抑制率分别为66.2%和81.2%（图 4）。

4）在C. auris感染的小鼠模型中，阿扎那韦和沙奎那韦增强了泊沙康唑的疗效（图 5）。

图 1. 泊沙康唑与阿扎那韦和沙奎那韦对耳念珠菌的体外协同作用

图 2. 泊沙康唑与阿扎那韦和沙奎那韦对不同种类念珠菌的体外协同作用

图 3A. 耳念珠菌AR0390的时间—杀菌曲线 3B. 使用斑点印迹试验来观察24 h内，药物存在和不存在时耳念珠菌的生长 3C. 阿扎那韦和沙奎那韦对耐三唑类耳念珠菌的影响

图 4. HIV-蛋白酶抑制剂/泊沙康唑联合使用的抗生物膜活性

图 5. 感染耳念珠菌AR0390后48 h，小鼠肾脏的真菌负担减少

结论：

本篇文章将两种HIV蛋白酶抑制剂阿扎那韦(atazanavir)和沙奎那韦(saquinavir)与抗真菌药物泊沙康唑(posaconazole)联合使用，对具有泛耐药的真菌物种—耳念珠菌(Candida auris)进行了一系列生物学研究。研究表明，这种联合用药在体外和体内实验中，均显示出强大的抗真菌活性，能够显著减少耳念珠菌的生长，并有效抑制其生物膜形成。在小鼠模型中，这两种药物联合使用，显著降低了耳念珠菌在肾脏中的负担。作者建议，将泊沙康唑与HIV蛋白酶抑制剂的联合使用，作为治疗耳念珠菌感染的一种新的治疗方法进行进一步研究。

文献链接：http://doi.org/10.1038/s41598-024-52012-8