面对多种抗真菌药物压力，真菌如何进化形成多重耐药特性？

近日，中国科学院微生物研究所李少杰团队在Advanced Science上发表题为“Suppressed Protein Translation Caused by MSP-8 Deficiency Determines Fungal Multidrug Resistance with Fitness Cost”的研究论文。该研究阐明了一种非药泵药靶介导的真菌多重耐药新机制——真菌通过解旋酶MSP-8编码基因突变获得对多种抗真菌药物的耐药性。

真菌耐药尤其多重耐药问题日趋严重，危害加剧。针对临床和环境分离的耐药菌株进化解析难、多重耐药菌株机制解析难等问题，团队采用实验室进化策略获得多株粗糙脉孢菌多重耐药菌株并研究真菌耐药的进化与机制。团队研究发现了真菌耐药进化的一种新模式——单一唑类药物筛选压力能使真菌获得稳定遗传的多重耐药性（图1）（Zhou et al. 2022, 2025），提示需要合理使用各类抗真菌药物，降低真菌耐药性的产生与扩散。

本研究所获进化菌株2k-6对唑类、两性霉素B及多氧霉素等抗真菌药物均耐药。通过酶切扩增多态性序列（CAPS）分析和测序分析，发现解旋酶MSP-8点突变是导致菌株2k-6多重耐药的直接原因。在粗糙脉孢菌、烟曲霉、轮枝镰孢菌等真菌中通过基因敲除、点突变与表型验证，明确了MSP-8调控真菌多重耐药的功能保守性。通过对大量临床烟曲霉菌株的测序分析和点突变验证，也证实了临床上存在由MSP-8突变引起的多重耐药烟曲霉菌株。进一步研究发现，MSP-8缺失后，真菌药泵和药靶编码基因及其表达均未改变，暗示存在一种非药泵药靶介导的多重耐药新机制。

对MSP-8生物学功能与多重耐药调控机制的研究发现，MSP-8与核糖体蛋白存在相互作用，其功能受损导致蛋白翻译过程阻滞，激活挽救停滞核糖体（RQC）途径。而由MSP-8受损或其它蛋白合成抑制剂引起的蛋白翻译抑制均可导致真菌多重耐药，这主要是由于蛋白翻译受抑制后降低了真菌代谢，减少体内及膜结合药物的积累、重塑细胞壁组成，并降低体内ROS水平，最终导致真菌对多种抗真菌药物的耐药性（图1）。

图1. 真菌耐药的实验室进化、多重耐药基因msp-8的鉴定及MSP-8调控真菌多重耐药的分子机制示意图

中国科学院微生物研究所孙宪昀副研究员和李少杰研究员为本文共同通讯作者，中国科学院微生物研究所特别研究助理周密博士为本文第一作者。参加本项研究工作的还有中国科学院微生物研究所的金城研究员、博士生余鹏举、胡成成助理研究员和广西科学院生物科学与技术研究所的房文霞研究员。本研究工作得到了国家自然科学基金面上项目和北京市自然科学基金面上项目的支持。