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致命真菌《耳念珠菌》抗藥性解密 基因體倍增巧變細胞壁

一項由英國埃克塞特大學主導的研究發現,致命真菌《耳念珠菌》能透過增加基因體套數及改變細胞壁結構來抵抗藥物,即使檢測結果顯示藥物有效,它也能在患者體內存活,甚至造成感染難以控制,揭示了其狡猾的生存策略。

林

林煜軒

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圖/AI 生成示意圖
圖/AI 生成示意圖

一種對藥物具有高度抗性的危險真菌——《耳念珠菌》(Candida auris),正困擾著全球各地的醫院。近期一項研究揭露,即使標準實驗室檢測顯示此真菌對藥物敏感,它卻能透過意想不到的策略在患者體內存活,並導致治療失敗。這項研究由英國埃克塞特大學(University of Exeter)與倫敦大學城市聖喬治學院(City, University of London, St George's)團隊主導,成果已於 2026 年 1 月在預印本平台 BioRxiv 公開,並預計將刊載於科學期刊《Nature Communications》。

《耳念珠菌》是一種在 2008 年首次被正式報告的真菌,世界衛生組織(WHO)已將其列為全球最需警惕的真菌病原體之一。它一旦進入血液,死亡率最高可達 45%。臨床上,醫生通常會使用「棘白菌素類」(echinocandin)抗真菌藥物作為首選治療,這類藥物主要透過破壞真菌的細胞壁來達到殺菌效果。然而,全球多地都出現了《耳念珠菌》對此類藥物產生抗藥性的案例,即使檢測結果顯示藥物有效,患者的感染仍難以控制。

研究團隊在倫敦兩家醫院的加護病房中,採集了兩名重症患者體內感染的《耳念珠菌》菌株。這兩名患者的血流感染經棘白菌素類藥物治療後仍未清除,最終均在接受合併治療後離世。奇怪的是,英國的檢測機構判定這些菌株「不具抗藥性」,同時,研究人員也沒有在菌株中發現已知的抗藥性基因變異(FKS1 和 FKS2)。

團隊意外發現了《耳念珠菌》的狡猾之處。在一次偶然的實驗中,研究人員讓真菌培養皿培養時間超出預定,結果觀察到即使在極高濃度的藥物環境下,仍有極少數細胞存活下來。這揭示了《耳念珠菌》擁有一種「異質性抗藥性」(heteroresistance)現象,即在看似對藥物敏感的菌群中,隱藏著少數對藥物極度耐受的細胞。

進一步分析顯示,這些存活下來的細胞並非透過常見的基因突變來抵抗藥物,而是採取了更為複雜的策略。首先,它們會將自身的「基因體」(genome,即生物的全套遺傳信息)增加至四套以上(四倍體以上),如同備份了多份藍圖以增加變異和存活的機會。其次,它們會改變細胞壁的結構,特別是內層會明顯增厚,富含「幾丁質」(chitin,一種也存在於蝦蟹外殼中的成分),藉此強化細胞壁的防禦,以抵禦藥物的攻擊。

此外,研究人員還觀察到存活的《耳念珠菌》會形成兩種不同生長速度的菌落:「慢速生長的小菌落」與「快速生長的大菌落」。其中,快速生長的大菌落更頻繁地出現 CRZ1 基因的變異,該基因與真菌抵抗壓力的機制有關,其變異會進一步增強藥物抗性。研究團隊將《耳念珠菌》這種多管齊下的生存策略稱為「雙重賭注」(double betting)。參與研究的 Alexander Gifford 博士(Alexander Gifford)指出,這種真菌能夠緊附在患者皮膚與醫療設備上,造成人際傳播,使其難以根除。

《耳念珠菌》最早於 2005 年在日本東京都一名 70 歲女性的耳道分泌物中被發現,當時由帝京大學(Teikyo University)教授槇村浩一教授(槇村浩一)分離鑑定。最初日本發現的菌株多數對藥物敏感且不易深入體內。然而,自 2009 年起,更具侵襲性、且能在血液中造成致命感染的《耳念珠菌》菌株開始在印度等地出現並迅速蔓延,目前已在全球超過 60 個國家造成集體感染,遍及各大洲。英國也將《耳念珠菌》列為需通報的病原體,並於 2025 年宣布將其視為全國性的公共衛生事件。

這項研究成果揭示了《耳念珠菌》超出預期的生存機制,對於開發新型診斷工具和更有效的治療策略至關重要,以應對這種日益嚴峻的全球性真菌威脅。

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