新型抗唑類耐藥曲霉菌藥物的研究進展

李艷 錢維世 趙非雪 褚衍彪

曲霉菌是一種廣泛存在于自然界中的真菌,常見致病菌包括煙曲霉、黃曲霉、黑曲霉、土曲霉等。曲霉菌病常見于免疫力低下患者,發(fā)病率及死亡率較高,因而抗曲霉治療尤為重要。三唑類藥物是治療曲霉菌病的一線用藥[1],然而,耐唑菌株的出現限制了唑類藥物的使用。臨床個體通常通過兩個途徑獲得耐唑曲霉菌株,一種途徑是患有慢性曲霉菌病的患者長期應用唑類藥物治療后出現獲得性耐藥,另一途徑是既往從未接受過唑類藥物治療的人群,當抵抗力低下時,受到環(huán)境中耐唑曲霉菌侵襲而獲得[2]。唑類殺菌劑普遍用于防止農作物、水果、觀賞植物等的霉變,在中國,唑類殺菌藥的使用量占所有殺菌劑的三分之一以上[3],如此廣泛的使用唑類抗菌劑使得環(huán)境中曲霉菌耐唑性增加。另外,病毒性肺炎增加了患者罹患真菌感染的風險,新冠疫情期間曲霉菌等真菌感染爆發(fā)[4],耐藥真菌也更加有機可乘。世界范圍內耐唑曲霉菌病例不斷增加,由于耐藥監(jiān)測涉及的國家和中心以及使用的監(jiān)測手段不同,具體耐藥率不一,總體而言,煙曲霉對三唑的耐藥率在3.2%至36.3%之間[5],而當聚合酶鏈式反應(Polymerase Chain Reaction,PCR)檢測用于直接檢測臨床標本中的耐藥性突變時,耐藥率高達55%左右[6]。曲霉菌病死亡率較高,當出現耐唑菌株感染時,死亡率高達88%～100%[7],預后極差,有效的抗真菌治療有助于改善預后,然而當前可用抗真菌藥物十分有限,開發(fā)新的抗真菌藥物迫在眉睫。目前一些極具潛力的新藥已進入臨床研究,本文就對唑類耐藥曲霉菌病的藥物治療現狀及新型抗真菌藥物的研究進展進行綜述。

一、耐唑曲霉菌病的藥物治療現狀

耐唑曲霉菌株的快速傳播給臨床治療帶來了諸多挑戰(zhàn),由于真菌是真核生物,與人類關系更為密切,開發(fā)有效且無毒的抗真菌藥物非常困難,目前市面上用于曲霉菌感染治療的藥物主要有三類:三唑類、多烯類、棘白素類[8]。三唑類藥物通過抑制細胞色素P450(Cytochrome P450,CYP450)酶,尤其是CYP51(也叫甾醇14-a-去甲基酶),從而干擾麥角甾醇的合成而發(fā)揮作用。三唑類藥物如伊曲康唑、伏立康唑被推薦用于曲霉菌的一線治療,泊沙康唑、艾沙康唑則用于替代或挽救治療[9]。使用大劑量唑類藥物治療耐唑曲霉菌感染療效尚不清楚,但在一項回顧性隊列研究中,兩組使用伏立康唑治療的侵襲性曲霉菌病患者,唑耐藥組患者的死亡率比唑敏感組高出約20%[10]。Schauwvlieghe等的研究表明當泊沙康唑最低抑菌濃度<1 mg/L時,高劑量泊沙康唑(血清水平>3mg/L)是唑類耐藥性侵襲性曲霉菌病患者一種可能的療法,但仍需要對血藥濃度及不良事件進行密切監(jiān)測[11]。

多烯類藥物能與真菌中的關鍵成分麥角甾醇結合,將麥角甾醇從細胞膜上去除,破壞真菌細胞的功能。兩性霉素B是多烯類代表藥物,但并非曲霉菌病的首選用藥,常用于對唑類藥物不耐受者或治療失敗時的挽救療法[1]。根據2020年發(fā)布的歐洲醫(yī)學會真菌學聯盟(ECMM)/國際人類和動物真菌學學會(ISHAM)對新冠病毒相關肺曲霉菌病的研究和指南[12],如果患者對唑類藥物耐藥,則脂質體兩性霉素B是首選藥物,另外在獲得伏立康唑敏感性實驗前,如果患者所處地區(qū)是唑類藥物耐藥高發(fā)地區(qū),支持使用兩性霉素B作為初始治療,通常需要用藥至少6～12周,而脂質體兩性霉素B無口服制劑且價格昂貴,增加了住院時長和醫(yī)療負擔。

棘白素類通過抑制β-D-葡聚糖的合成以破壞真菌細胞壁而發(fā)揮作用。阿尼芬凈屬于棘白素類,一項研究表明阿尼芬凈與伏立康唑合用可能對唑敏感株和耐唑煙曲霉菌株感染均有效,但對高MIC的伏立康唑耐藥株可能效果不佳,聯合用藥的療效可能僅取決于阿尼芬凈[13],而另一項研究表明阿尼芬凈單藥治療對感染易感菌株的小鼠的有效率為72%,對感染唑耐藥菌株的小鼠有效率僅為45%,其用于替代治療的價值有限[14]。

事實上,早在2015年,國際專家組(由11個國家的21名專家組成)就耐唑曲霉菌感染的管理提出了根據環(huán)境抵抗水平來選擇初始治療方法的建議:在耐藥性流行率<5%的地區(qū),建議伏立康唑作為幾乎所有疑似侵襲曲霉菌病患者的初始治療方法,如果隨后發(fā)現對伏立康唑有耐藥性的菌株,則應停止伏立康唑單藥治療;在耐藥性流行率為5%～10%的地區(qū),對于初始治療的選擇,大約一半的專家主張伏立康唑單藥治療,其余則支持伏立康唑與棘白素聯合用藥或兩性霉素B單藥治療;在耐藥性流行率>10%地區(qū),不首選唑類單藥治療,而推薦唑類與棘白菌素或脂質體兩性霉素B的聯合治療作為初始經驗性治療,并常規(guī)行敏感性檢測,隨后根據藥敏結果做出決策[15]。由于初始用藥方案的制訂取決于患者所處地區(qū)環(huán)境抵抗水平,專家組強調取得可靠的環(huán)境耐藥率的重要性。實際上,曲霉菌培養(yǎng)陽性率低,大多數病例培養(yǎng)呈陰性,無法進行表型耐藥性評估,PCR法雖能彌補這一缺點,但PCR并未得到常規(guī)推廣使用,且靈敏性及抗性機制譜有限[16],這也表明要獲得準確的環(huán)境耐藥率并非易事,同時關于環(huán)境耐藥率在5%～10%時的治療方案,專家組意見存在較大分歧,仍需要更進一步開展大量研究為指導治療提供可靠數據。

二、新型抗真菌藥物研究進展

隨著曲霉菌對唑類藥物抗性不斷增加,使用唑類治療耐唑曲霉菌病不僅可能會導致治療失敗,浪費資源,還會增加耐藥性,現有的抗真菌藥物通常受到毒副作用、藥物相互作用和給藥途徑的限制,可用的藥物十分有限且過時,迫切需要有效的藥物來治療耐唑曲霉菌感染,開發(fā)新的抗真菌藥物,特別是具有抗耐唑曲霉菌活性的藥物迫在眉睫,令人鼓舞的是,目前已經有多種新興抗真菌藥物正在進入臨床研究階段,與現有藥物相比,這些新藥在作用機制、劑型、抗菌活性等方面具有各自特點(見表1)。

表1 幾種研發(fā)中的新型抗真菌藥物

1. Opelconazole(原PC945)

Opelconazole是廣譜三唑的第一類吸入抗真菌藥。不同于常用唑類藥物,Opelconazole具有獨特的吸入給藥途徑,更適用于肺部病灶,氣道吸入后肺局部濃度增高、肺滯留時間延長,低血漿濃度使得其全身毒性作用更少,且能取得需要較高劑量的伏立康唑和泊沙康唑才能獲得的效果[18]。Opelconazole對曲霉菌、念珠菌、毛霉菌等真菌有較強的抗菌活性,在96株臨床分離的煙曲霉菌株,Opelconazole的效力比伏立康唑高2.5倍,與泊沙康唑相當,在煙曲霉的唑敏感和唑抗性菌株中,Opelconazole在體外表現出優(yōu)于泊沙康唑、伊曲康唑和伏立康唑的療效[17]。

2. Ibrexafungerp (原SCY-078)

Ibrexafungerp是新型三萜類抗真菌藥,與棘白菌素一樣,它的作用機制是抑制β-D-葡聚糖的合成,但其作用靶點只有部分和棘白素重合,這使得它對棘白菌素耐藥菌株仍具有活性。Ibrexafungerp具有高度生物利用性,可以口服或靜脈給藥,體外研究表明其對許多曲霉菌屬(包括唑耐藥性菌株)具有抑菌活性,當與兩性霉素B聯合使用時,觀察到對唑類耐藥分離株的體外協同作用,當與伏立康唑或艾沙康唑聯合使用時則沒有觀察到這種協同作用[19]。對從唑類藥物治療慢性肺曲霉菌病失敗的患者中獲得的一些臨床分離株進行檢測,發(fā)現對唑類和兩性霉素B都有耐藥性的分離株對Ibrexafungerp敏感[20]。

3. Rezafungin(原CD101)

Rezafungin是一種新的β-D葡聚糖合酶抑制劑,屬于棘白素類抗真菌藥,在結構上與阿尼芬凈相似,但具有更好的安全性、穩(wěn)定性、組織滲透性。由于使用膽堿胺化醚取代半胺化基團而具有較長的半衰期(約130小時),可一周給藥一次,給藥途徑包括靜脈注射、局部或皮下注射[21]。Rezafungin對包括耐唑類在內曲霉菌具有良好的活性[22],體內外研究表明它對多藥耐藥性煙曲霉具有強大的活性,這種體外活性也在臨床耐唑煙曲霉分離株的播散性曲霉菌病小鼠模型中轉化為體內療效[23]。

4. Manogepix(APX001A,原E1210)/Fosmanogepix(APX001, 原E1211)

Manogepix是N-膦酰氧甲基前藥Fosmanogepix的活性部分。Fosmanogepix通過劑抑制糖基磷脂酰肌醇(Glycosylphosphatidylinositol,GPI)錨定蛋白生物合成,從而影響真菌甘露聚糖蛋白的成熟和錨定。它對曲霉菌、念珠菌、接合菌等真菌具有廣譜活性。Manogepix對許多耐藥菌株,包括耐棘白素念珠菌和耐唑曲霉菌仍有效力,已被證明對唑敏感和耐藥曲霉菌具有強大的體外活性,Manogepix目前處于Ⅱ期臨床試驗[24]。Fosmanogepix具有較高的口服生物利用度(>90%),能夠在不影響血藥水平的情況下切換靜脈和口服劑型,良好的藥物間相互作用、耐受性和廣泛的組織分布,使Fosmanogepix成為治療侵襲性真菌感染的一個有吸引力的選擇,Fosmanogepix治療侵襲性曲霉菌病和其他罕見霉菌的評估正在進行中[18, 24]。

5. Olorofim(原F901318)

Olorofim作用于一個新的靶點:二氫乳清酸脫氫酶(Dihydroorotate dehydrogenase,DHODH),通過抑制該酶而阻止嘧啶的生物合成, 最終抑制DNA合成、細胞生長和分裂。雖然人體內也存在DHODH ,但Olorofim對真菌DHODH的活性遠遠高于人體,能夠在選擇性阻止真菌嘧啶合成的同時兼顧安全性。Olorofim是一種強效的霉菌活性抗真菌劑,具有對多種絲狀真菌病原體的抗真菌活性,包括曲霉菌和唑抗性的煙曲霉[25]。Buil等的研究表明Olorofim對具有內在和獲得性耐藥性的難治性曲霉有較強的體外活性[26]。在具有G54V突變的伊曲康唑耐藥性煙曲霉分離株中,Olorofim的效力分別是伏立康唑和泊沙康唑的5-6倍,此外,在攜帶TR34/L98H/S297T/F495I的唑耐藥曲霉菌分離菌株中,Olorofim的效力分別是伏立康唑、泊沙康唑和艾沙康唑的4、5、9倍[27],然而令人擔憂的是,Olorofim可被多種CYP450同工酶清除,易發(fā)生藥物間相互作用,這或許在一定程度上限制了其應用。

6. GR-2397(原VL-2397、ASP2397)

GR-2397是第一種新的類鐵載體六肽抗真菌劑,在結構上類似于真菌鐵載體,具有良好的安全性、耐受性以及良好的組織分布。它通過特定的鐵載體鐵轉運蛋白1(Siderophilin transporter,Sit1)轉運到真菌細胞中[28],這一新的機制賦予其快速殺傷真菌細胞的能力,用于治療嚴重的真菌感染。動物實驗表明在侵襲性肺曲霉菌病小鼠模型中,在治療延遲的情況下,GR-2397的療效優(yōu)于泊沙康唑,GR-2397抗菌譜包括曲霉菌、鐮刀菌和光滑念珠菌等,其對三唑耐藥的曲霉菌具有強大的體內外活性[29],是治療唑耐藥曲霉菌病極具潛力的藥物。

7. VT-1598

VT-1598是四唑類抗真菌藥,對真菌CYP51具有高度選擇性,與三唑類相比,安全性更高,不僅對念珠菌(包括耐氟康唑菌株)、隱球菌和無根根霉有活性,在播散性侵襲性曲霉菌病和肺曲霉菌病動物模型中,VT-1598還具有高度可重復的劑量依賴性抗真菌活性[30]。但它對耐唑曲霉的活性尚不清楚。

8. T-2307

T-2307是一種新型芳基胺,通過多胺轉運蛋白選擇性轉運到真菌細胞中,并抑制線粒體功能以產生殺真菌作用[7]。T-2307對念珠菌、新型隱球菌和曲霉具有廣譜抗真菌活性,其對念珠菌的活性明顯高于米卡芬凈和兩性霉素B,對隱球菌的活性明顯高于兩性霉素B,對曲霉菌的活性與米卡芬凈和兩性霉素B相當。T-2307對氟康唑耐藥和氟康唑敏感的劑量依賴性白色念珠菌菌株表現出較強的活性[31],但尚缺乏對耐唑曲霉菌菌株活性的數據。T-2307在人體Ⅰ期研究中耐受性良好,目前正在進行Ⅱ期臨床前研究[32]。

三、總結與展望

總之,曲霉菌病好發(fā)于免疫力低下患者,這類患者往往病情復雜,預后差,加大了治療難度。盡管曲霉菌的治療方法取得一些進步,但唑類耐藥率居高不下給臨床管理帶來了新的挑戰(zhàn),現有藥物存在一定不足與局限性,為了降低曲霉菌唑抗性增加所帶來的選擇壓力,積極研發(fā)不同機制的抗真菌藥物成為重中之重。當前一些研發(fā)中的新型抗真菌藥物在安全性、藥物間相互作用、抗菌活性等方面都顯示出一定優(yōu)點,部分新藥還具有新的作用靶點,擴寬了包括唑耐藥菌株在內的抗菌譜,為耐唑曲霉菌病的治療帶來了希望,然而這些新型抗真菌藥物處于初級發(fā)展階段,仍需要進行大量研究。因此耐唑曲霉菌病的藥物管理及治療仍會是未來很長一段時間的世界性難題,新興治療靶點的探索仍將會是研究重點。