使我们生病的微生物通常有办法逃避我们对它们的攻击。也许这些策略中最主要的是一种粘性的、盔甲状的粘液，称为生物膜基质，它包裹着成群的致病生物。
这种防御是有效的，有时以悲剧的方式。例如，生物膜很容易在导管和植入物等医疗设备上形成，并且对可能治疗它们的药物具有高度抵抗力。它们造成的感染在每年夺去数万人的生命和数十亿美元的生命
威斯康星大学医学与公共卫生学院医学教授大卫安德斯说：“没有批准的抗菌素来治疗生物膜。治疗生物膜的唯一方法是将其从体内物理去除。”
在一项旨在更好地理解和对抗这些结构的新研究中，Andes 和他的合作者确定了真菌白色念珠菌生物膜中的一些关键蛋白质，这些蛋白质控制着它们如何抵抗抗真菌药物以及它们如何分散到全身。
虽然需要做更多的工作，但新发现的蛋白质提供了潜在的药物靶点，可以削弱病原体的抗微生物防御能力。事实上，该研究发现，不能制造其中一些蛋白质的念珠菌对现有的抗真菌药氟康唑更敏感。
然而，在感染的大鼠模型中，干扰其中一些相同的蛋白质使生物膜更有可能扩散到肾脏。这是一个需要进一步研究解决的缺点。
Andes 和他的团队，其中包括佐治亚大学生物学教授 Aaron Mitchell，于 10 月 29 日在《自然通讯》杂志上发表了他们的发现。
念珠菌是一种神秘的生物。这种真菌通常在健康人体内和体表安家，不会产生不良影响。但它很容易感染免疫功能低下的个体，即使是那些身体状况良好的个体。
生物膜由其中单个细胞分泌的复杂物质组成，包括蛋白质。研究人员使用机器学习算法筛选数百种这些蛋白质，以确定可能参与生物膜产生和功能的候选者。他们鉴定了 63 种蛋白质以进行进一步研究。
当研究人员创造出无法制造这些蛋白质的念珠菌突变体时，其中 13 个在实验室测试中变得更容易受到抗真菌氟康唑的影响。
专门开发动物模型以测试耐药性的安第斯实验室还研究了涉及静脉导管的大鼠模型中的蛋白质。这些插入大静脉的导管通常会留在原处数月以帮助输送药物，例如在化疗期间。由于在体内停留时间较长，导管很容易成为感染源。
当研究人员在大鼠模型中测试了 13 种药物敏感真菌突变体中的 4 种时，正如早期实验室测试所证明的那样，所有四种都对氟康唑敏感。虽然抗真菌剂几乎不影响正常的念珠菌生物膜，但它使突变真菌种群减少了 30 倍或更多。
生物膜不仅会导致耐药性。它们影响病原体的整个生命周期。“生物膜生命周期的最后一步是分散。细胞离开生物膜并扩散到身体的其他部位，”安德斯说。这种全身扩散大大增加了感染的风险。
研究人员发现了 17 个影响这种分散过程的突变体;他们中的大多数人更容易分散。在大鼠中进行测试，这些高分散突变体中的三个导致念珠菌向肾脏的传播增加了 10 倍以上。
有趣的是，其中两个突变体都更容易受到抗真菌药的影响，并且更有可能扩散到肾脏，这是阳性和阴性临床结果的混合。Andes 说，这种功能重叠——部分是抗菌，部分是控制扩散——表明蛋白质在生物膜中发挥着复杂的作用。
安第斯山脉实验室已经确定了一种可以干扰真菌防御的药物。他们最近发现，安第斯和他的合作者在 2020 年发现的抗真菌 turbinmicin 可以阻止念珠菌分泌这些蛋白质和生物膜其他成分的能力，使病原体更容易受到药物的影响。