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[目的] 许多念珠菌在临床上成为耐药念珠菌,这些耐药念珠菌是否也会改变其毒力,使其成为超级菌危害人类健康是值得关注的重要问题。MDR1基因是与白念珠菌耐药有关的基因之一,该基因表达量的差异是否会引起菌株生长特性变化和白念珠菌在体内感染毒力的变化尚无报道。为此,我们将利用三株MDR1基因表达量不同的白念珠菌研究该基因的表达量对白色念珠菌生长特性的影响;通过菌体感染免疫抑制小鼠,研究MDR1基因的表达量与耐药白色念珠菌对小鼠毒力之间的相关性,同时检测感染小鼠的免疫细胞因子变化,探讨白念珠菌的耐药、毒力和机体免疫之间的关系。为耐药菌株的致病机理研究、临床用药、新药的研究提供基础数据。 [方法] 1.耐药念珠菌MDR1基因的表达与菌株生长特性的相关性 分别测定MDR1基因表达量不同的白色念珠菌CaR,CaDel,CaM的体外生长速率、菌丝相细胞形成率和芽管生成情况。 2.耐药念珠菌MDR1基因的表达与其对小鼠毒力的相关性 通过腹腔注射环磷酰胺(CY)使ICR小鼠获得免疫抑制,尾静脉接种CaR、CaM、CaDel菌株。观察感染后14天内各组小鼠的临床症状及生存变化;测定感染后2d、4d、6d、8d、10d各组小鼠心、肝、脾、肺、肾、脑的载菌量;HE、PAS染色观察感染后2d、6d、14d各组小鼠心、肝、脾、肺、肾、脑的病理变化;测定各组小鼠肾脏中IL-1β、TNF-α、IL-12p70、GM-CSF、IL-4、IL-10、IL-6和IFN-γ的水平。 [结果] 1.耐药念珠菌MDR1基因的表达与菌株生长特性的相关性 体外实验结果显示:培养14h后3株菌的生长速率出现差异,表现为CaR>CaM>CaDel,培养22h后3株菌逐渐到达生长稳定期;体外诱导培养过程中3株菌都不断长出新芽管,培养4h后3株菌均有90%以上的酵母相转化为菌丝相,而且CaR与CaM、CaDel有显著差异(P<0.01),CaM与CaDel之间无差异。 2.耐药念珠菌MDR1基因的表达与其对小鼠毒力的相关性 (1)感染小鼠死亡率变化。3组小鼠在染菌后均出现临床症状,甚至死亡,而且CaR组的小鼠明显比其它组表现出更严重的临床症状。感染后14天内,CaR组小鼠死亡率达73%,CaM组小鼠未出现死亡,CaDel组小鼠死亡率为12.5%。CaR组小鼠死亡结果与CaM、CaDel组比较均有显著差异(P<0.01),CaM与CaDel组死亡结果比较未见明显差异。 (2)各组织载菌量变化。CaR、CaM、CaDel感染小鼠,在染菌后10天内心、肝、脾、肺、肾、脑各个脏器中均检测到了菌体,而且各组动物的各组织载菌量大多随着时间的推移显示下降趋势。脑、脾、肝组织感染早期(2天~6天)载菌量出现一过性上升,随后下降。载菌量从高到低分布:肾>脑>心>肺>脾>肝。各感染组的组织载菌量的变化主要显示在感染的早期,感染第8天后各感染组之间未见明显差异。感染早期CaR组小鼠的心、脾、肝、肺的载菌量均比CaM、CaDel组高,其中心和脾的载菌量变化出现显著差异(P<0.01);肾和脑组织的载菌量在各感染时间点上各感染组之间未见显著差异。CaM和CaDel各组织的载菌量在各感染时间点上也未见显著差异 (3)组织病理变化。白色念珠菌感染免疫抑制小鼠显示弥散性感染特征,心、肝、脾、肺、肾、脑各组织都受到损伤,真菌浸润。其中肾、脑组织的损伤最为严重。组织病理学上主要表现出以酵母型或菌丝型白念珠菌浸润,伴随中性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等炎细胞浸润形成弥漫性真菌性脓肿为主的的典型变化。感染第2天,病灶构成以菌丝型和酵母型真菌为主,病灶处组织出现变性、坏死,但未见炎症细胞浸润;感染第6天,病灶构成以酵母型真菌为主,菌丝型真菌减少,病灶处组织变性、坏死,病灶周围可见炎症细胞浸润;感染第14天,病灶数量减少,体积缩小,真菌在脏器中的分布大大减少,而以炎症细胞浸润和间质增生病变为主,在脏器中形成肉芽肿或增生病灶。 三组相比较,CaR组病灶分布更为广泛,除肾脏、心脏和脑外,脾脏和肺脏均有不同程度真菌浸润;并且感染第2天,CaR组心脏的真菌浸润病灶数量明显超过CaM组和CaDel组,病灶内菌体形态,CaR组主要表现为菌丝型和酵母型真菌为主,CaM和CaDel组以酵母型为主。 (4)肾组织细胞因子分泌变化。肾组织细胞因子显示耐药念珠菌急性感染过程中,促炎因子大量增生。 感染第2天,CaR组肾组织细胞因子IL-12p70、GM-CSF、IL-4、IL-10未见升高,其它细胞因子明显升高;而CaM组和CaDel组8种被检因子均明显升高。而且,CaM组和CaDel组的IL-1β、IL-4、IL-10、TNF-α和、IL-12p70、GM-CSF均明显高于CaR组,具有显著性差异(P<0.01);而CaM组与CaDel组之间比较未见差异;但是,3个感染组的IL-6和IFN-γ量比较未见明显差异。 感染第4天,各组的细胞因子都出现下降。CaM组小鼠肾中IL-1β、IL-4、IL-10、IL-12p70、TNF-α、GM-CSF、IL-6和IFN-γ的含量均高于CaR组和CaDel组,具有统计学差异(P<0.05)。CaR组与CaDel组之间细胞因子量之间未见明显差异。 感染第6天后,3组小鼠的肾组织细胞因子变化趋于稳定,3组比较未见明显差异。 [结论] 1.耐药白色念珠菌MDR1基因表达量的高低,影响了菌株的生长和菌丝形成速度,但并不抑制菌丝的生成。且随其MDR1表达量升高菌株的生长速率加快,菌丝相转变加快,芽管的生成速度增加。 2.耐药白色念珠菌MDR1基因表达量的高低,影响了菌株对小鼠的毒力。CaR、CaM、CaDel都能损伤小鼠的组织器官,引起小鼠发病甚至死亡。MDR1基因表达量高的菌株CaR对小鼠的毒力增强,死亡率增高;MDR1基因低表达量的CaM、CaDel菌株对小鼠的毒力减弱,死亡率降低,与CaR相比较具有显著性差异。结合组织载菌量检测,CaR组心、脾的载菌量增加,与CaM、CaDel组比较,具有显著差异。然而,念珠菌感染严重的肾、脑,载菌量绝对数量较高,各组之间却没有明显差异,感染小鼠的死亡与心、脾的载菌量变化密切相关,与肾、脑的相关性不大。组织病理诊断上也显示,感染早期,CaR菌株对心组织损伤程度较大,病灶中显示菌丝型菌与酵母型菌共存,然而,CaM、CaDel的病灶主要以酵母型菌为主。病灶中菌丝体的增多,体现了念珠菌对小鼠毒力的增强。 3.耐药白色念珠菌MDR1基因表达量的高低,影响了小鼠感染后细胞因子水平。3株菌CaR、CaM、CaDel感染小鼠细胞因子的变化主要显示在感染的第2天,CaR的IL-1β、TNF-α、IFN-γ和IL-6上升,其他因子IL-12p70、GM-CSF、IL-4和IL-10下降,而CaM和CaDel组的细胞因子水平均显示显著上升;感染第4天后逐渐下降;感染第6天后恢复到稳定状态。结合感染的死亡率,感染第2天,MDR1基因高表达的CaR组,促炎因子IL-1β和TNF-α上升程度明显比CaM和CaDel组低;而且促炎因子IL-12p70和GM-CSF的分泌受到抑制,不能有效发挥早期抗感染作用;以及抑炎因子IL-4和IL-10的分泌也受到抑制,不能有效发挥免疫调节作用,导致免疫失衡,组织损伤。与MDR1基因低表达的CaM和CaDel组各细胞因子分泌量比较都具有显著性差异。然而,3个感染组促炎因子IFN-γ、 IL-6分泌量都显示增多,与MDR1基因表达之间没有较好的相关性。