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近年来,随着免疫抑制剂的广泛使用和介入手术的增多,深部真菌感染的发病率逐年上升。同时,手术患者的增加,住院天数的增长,也使得院内真菌感染成为急需解决的问题。在治疗真菌感染过程中长周期的给药方式和真菌耐药问题造成了政府和住院患者的医疗支出大幅增加,新的抗真菌药物或者协同抗真菌药物研究迫在眉睫。为了克服真菌的耐药性问题,本课题组一直致力于研究药物联用协同抗耐药真菌的效果。据统计,真菌感染中最常见菌属是念珠菌,而在念珠菌中白念珠菌的占比又高达45%~50%,因此,靶向于白念珠菌的药物研究就显得十分重要[1-6]。2010年,Morales等报道了化合物吩嗪硫酸甲酯具有抗白念珠菌被膜的活性[7]。为了进一步获得具有更强抗真菌活性的先导化合物,我们筛选了以吩嗪为骨架的20余种吩嗪类衍生物,获得了具有协同氟康唑抗真菌活性的化合物吩嗪衍生物-17,本研究为抗耐药真菌联合用药提供了新思路。
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通过对吩嗪类24种衍生物的体外抗真菌活性研究发现,吩嗪类化合物单用对白念珠菌没有抗真菌活性,其MIC80均>128 μg/ml。在RPMI1640培养液中,采用临床分离的氟康唑耐药白念珠菌103和538(氟康唑单用时,MIC80>32 μg/ml),考察吩嗪类化合物协同氟康唑的抗真菌活性。结果显示,当吩嗪类化合物与2 μg/ml的氟康唑合用时,0.25~0.5 μg/ml的吩嗪衍生物-12、0.125 μg/ml的吩嗪衍生物-17、1~2 μg/ml的吩嗪衍生物-18协同氟康唑后有明显的抗耐药白念珠菌的活性,结果见表1。而后我们采用棋盘式微量液基稀释法,进一步考察了氟康唑和吩嗪衍生物-12、吩嗪衍生物-17、吩嗪衍生物-18合用时的最低浓度,结果显示吩嗪衍生物-17与氟康唑协同抗白念珠菌菌效果最强,0.0625 μg/ml的吩嗪衍生物-17与1 μg/ml的氟康唑即可完全抑制耐药白念珠菌的生长,协同指数FICI<0.5,说明与氟康唑具有明显的协同作用(表2)。
表 1 吩嗪类衍生物(2 μg/ml)协同氟康唑对氟康唑耐药白念珠菌103MIC80值的测定结果
化合物编号 结构 分离株103MIC80
(μg/ml)分离株538MIC80
(μg/ml)吩嗪-1 >16 >16 吩嗪-2 8 8 吩嗪-3 >16 16 吩嗪-4 >16 >16 吩嗪-5 >16 >16 吩嗪-6 8 8 吩嗪-7 >16 >16 吩嗪-8 16 8 吩嗪-9 >16 >16 吩嗪-10 >16 >16 吩嗪-11 16 16 吩嗪-12 0.5 0.25 吩嗪-13 >16 >16 吩嗪-14 >16 >16 吩嗪-15 >16 >16 吩嗪-16 >16 >16 吩嗪-17 0.125 0.125 吩嗪-18 2 1 吩嗪-19 8 8 吩嗪-20 16 8 吩嗪-21 16 16 吩嗪-22 >16 >16 吩嗪-23 >16 >16 吩嗪-24 >16 16 表 2 吩嗪类衍生物与氟康唑单用及合用对氟康唑耐药白念珠菌538的MIC80值和FICI值的测定结果
化合物编号 单用[MIC80(μg/ml)] 合用[MIC80(μg/ml)] FICI 协同方式 吩嗪类衍生物 氟康唑 吩嗪类衍生物 氟康唑 吩嗪类衍生物-12 >64 >32 0.25 1.0 0.034 协同 吩嗪类衍生物-17 >64 >32 0.0625 1.0 0.032 协同 吩嗪类衍生物-18 >64 >32 0.5 2.0 0.070 协同 -
为了进一步考察吩嗪类衍生物-17的体外抗菌活性,我们考察了其对菌丝生长的抑制作用。结果表明,在RPMI1640诱导菌丝形成的过程中,吩嗪衍生物-17与氟康唑合用对菌丝的生长抑制不明显,但在Spider培养基中,两药合用对菌丝的形成有明显抑制作用(图1)。
Study on the antifungal activity of phenazine derivatives
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摘要:
目的 研究吩嗪类衍生物的抗真菌活性。 方法 利用微量液基稀释法考察吩嗪类衍生物的体外抗真菌活性;利用棋盘式微量稀释法检测吩嗪类衍生物与氟康唑合用对常见临床耐药菌的抗真菌活性;在菌丝诱导条件下考察吩嗪衍生物对白念珠菌菌丝形成的抑制效果。 结果 吩嗪类衍生物单用对临床常见条件致病真菌白念珠菌没有明显抗真菌活性;吩嗪衍生物-17与氟康唑合用有显著抗白念珠菌活性;吩嗪衍生物-17与氟康唑合用可以明显抑制白念珠菌菌丝生长。 结论 筛选获得了与氟康唑合用具有抗真菌活性的吩嗪类衍生物-17,为抗真菌药物研发和克服真菌耐药提供了新思路。 Abstract:Objective To study the antifungal activity of phenazines derivatives. Methods The anti-fungal activity of phenazine compounds was evaluated initially with micro-liquid dilution. No significant antifungal activity against Candida albicans was found. Then, with the combination of phenazine compounds and fluconazole, the anti-fungal activity against fluconazole-resistant C. albicans was detected. Results The phenazine-17 had significant antifungal activity when combined with fluconazole through the inhibition of hyphae formation. Conclusion This study provides a new idea for the development of antifungal drugs and the solution of antifungal drug resistance. -
Key words:
- phenazine derivatives /
- Candida albicans /
- antifungal activity /
- hyphae formation
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表 1 吩嗪类衍生物(2 μg/ml)协同氟康唑对氟康唑耐药白念珠菌103MIC80值的测定结果
化合物编号 结构 分离株103MIC80
(μg/ml)分离株538MIC80
(μg/ml)吩嗪-1 >16 >16 吩嗪-2 8 8 吩嗪-3 >16 16 吩嗪-4 >16 >16 吩嗪-5 >16 >16 吩嗪-6 8 8 吩嗪-7 >16 >16 吩嗪-8 16 8 吩嗪-9 >16 >16 吩嗪-10 >16 >16 吩嗪-11 16 16 吩嗪-12 0.5 0.25 吩嗪-13 >16 >16 吩嗪-14 >16 >16 吩嗪-15 >16 >16 吩嗪-16 >16 >16 吩嗪-17 0.125 0.125 吩嗪-18 2 1 吩嗪-19 8 8 吩嗪-20 16 8 吩嗪-21 16 16 吩嗪-22 >16 >16 吩嗪-23 >16 >16 吩嗪-24 >16 16 表 2 吩嗪类衍生物与氟康唑单用及合用对氟康唑耐药白念珠菌538的MIC80值和FICI值的测定结果
化合物编号 单用[MIC80(μg/ml)] 合用[MIC80(μg/ml)] FICI 协同方式 吩嗪类衍生物 氟康唑 吩嗪类衍生物 氟康唑 吩嗪类衍生物-12 >64 >32 0.25 1.0 0.034 协同 吩嗪类衍生物-17 >64 >32 0.0625 1.0 0.032 协同 吩嗪类衍生物-18 >64 >32 0.5 2.0 0.070 协同 -
[1] 廖万清. 深部真菌感染治疗进展[J]. 中国麻风皮肤病杂志, 2003, 19(6):597-600. doi: 10.3969/j.issn.1009-1157.2003.06.036 [2] FRIDKIN SK, JARVIS WR. Epidemiology of nosocomial fungal infections[J]. Clin Microbiol Rev,1996,9(4):499-511. [3] PFALLER MA. Nosocomial candidiasis: emerging species, reservoirs, and modes of transmission[J]. Clin Infect Dis,1996,22(Suppl 2):S89-S94. [4] LEE JS, JUNG WK, JEONG MH, et al. Sanguinarine induces apoptosis of HT-29 human colon cancer cells via the regulation of Bax/Bcl-2 ratio and caspase-9-dependent pathway[J]. Int J Toxicol,2012,31(1):70-77. doi: 10.1177/1091581811423845 [5] SANDAI D, TABANA YM, OUWEINI AE, et al. Resistance of Candida albicans biofilms to drugs and the host immune system[J]. Jundishapur J Microbiol,2016,9(11):e37385. [6] HARVEY AL, EDRADA ER, QUINN RJ. The re-emergence of natural products for drug discovery in the genomics era[J]. Nat Rev Drug Discov,2015,14(2):111-129. doi: 10.1038/nrd4510 [7] MORALES DK, JACOBS NJ, RAJAMANI S, et al. Antifungal mechanisms by which a novel Pseudomonas aeruginosa phenazine toxin kills Candida albicans in biofilms[J]. Mol Microbiol,2010,78(6):1379-1392. doi: 10.1111/j.1365-2958.2010.07414.x