Epidemiology and mechanisms of antifungal resistance in Aspergillus : а review

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Род Aspergillus — это широко распространённый род грибов, включающий более 300 различных видов. Часть видов этого рода являются наиболее распространёнными представителями оппортунистических плесневых грибов, которые могут вызывать аллергические реакции, а также местные и инвазивные инфекции. Инфекционные заболевания, этиологическим агентом которых являются грибы рода Aspergillus, обобщённо называются аспергиллёзами. Инвазивный аспергиллёз является опасным заболеванием, в первую очередь для иммунокомпрометированных пациентов. Ежегодно более чем у 2 113 000 человек в мире развивается инвазивный аспергиллёз на фоне хронической обструктивной болезни лёгких, при раке лёгких или гематологических злокачественных новообразованиях, а также у пациентов, по разным причинам находящихся на лечении в отделениях интенсивной терапии. Ежегодная смертность людей, заболевших инвазивным аспергиллёзом, составляет 1 801 000 смертей (85,2%). Заболеваемость хроническим аспергиллёзом лёгких достигает 1 837 272 случая в год, смертность от хронического аспергиллёза — 18,5% [1].

Наиболее часто инвазивный аспергиллёз вызывает Aspergillus fumigatus, хотя другие виды всё чаще обнаруживаются в качестве этиологических агентов [2] (рис. 1).

 

Рис. 1. Возбудители инвазивного аспергиллёза в отделениях реанимации и интенсивной терапии учреждений Российской Федерации за период наблюдения с 1998 по 2023 год (по данным Регистра больных инвазивным аспергиллёзом, созданного на базе Северо-Западного государственного медицинского университета имени И.И. Мечникова).

 

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) включила A. fumigatus в список 19 грибковых патогенов, опасных для здоровья человека, и присвоила этому объекту наивысший критический приоритет вместе с тремя другими видами: Cryptococcus neoformans, Candida auris и Candida albicans¹.

Ранняя диагностика аспергиллёза и последующее эпидемиологическое наблюдение очень важны для установления правильной противогрибковой терапии.

Препараты, используемые для лечения инвазивного аспергиллёза, — это триазолы, амфотерицин B и эхинокандины. В последнее десятилетие зарегистрировано увеличение количества азол-резистентных штаммов рода Aspergillus, в основном принадлежащих к виду A. fumigatus. Из рис. 2, где представлена временнáя шкала развития устойчивости A. fumigatus к антимикотикам, видно, что для азолов интервал от введения конкретного антимикотика в клиническую практику до первого упоминания о резистентных к этому антимикотику штаммах составляет всего 5 лет [3–11]. Обзор литературы, проведённый S.M. Camps и соавт., выявил случаи аспергиллёза, вызванного A. fumigatus, при которых резистентность к азолам возникла во время терапии азолами. Медианное время между последним выделенным изолятом дикого типа и первым азол-резистентным изолятом составило 4 мес. (диапазон от 3 нед. до 23 мес.) [3].

 

Рис. 2. Временнáя шкала развития устойчивости Aspergillus fumigatus к антимикотикам.

 

Резистентность наиболее часто идентифицируемого в качестве возбудителя инвазивного аспергиллёза A. fumigatus к азолам — тревожное и широко распространённое явление, которое снижает эффективность лечения пациентов и приводит к высокому уровню летальности.

Эволюция лекарственной резистентности, по-видимому, менее выражена у грибов, чем у бактерий, у которых горизонтальный перенос генов между таксонами является основным источником генетической изменчивости [12]. Горизонтальный перенос генов как фактор приобретения лекарственной устойчивости для патогенных грибов, вызывающих инвазивные микозы, в целом нехарактерен. Хотя нужно отметить, что для A. fumigatus в лабораторных условиях зафиксирован перенос генов устойчивости к азолам [13]. У грибов эволюция лекарственной резистентности, вероятно, идёт путём последовательного накопления адаптивных мутаций. Устойчивость к антимикотикам у грибов может быть природной, за счёт внутривидовой резистентности вида, и приобретённой — опосредованной длительным использованием противогрибковых препаратов. На сегодняшний день устойчивые или низко чувствительные изоляты патогенных грибов выявлены ко всем используемым противогрибковым препаратам: до 20% изолятов Aspergillus демонстрируют de novo толерантность к противогрибковым препаратам. Большое количество резистентных штаммов, вероятно, является лишь видимой частью айсберга, поскольку это касается только штаммов, которые выделяются в культуру. Уровень резистентности возбудителей микозов, в том числе инвазивного аспергиллёза, скорее всего, недооценён [14].

РОД ASPERGILLUS

Aspergillus spp. встречаются в окружающей среде повсеместно: в почве, разлагающемся растительном материале, пыли [15]. Вода также способна быть потенциальным источником передачи Aspergillus spp., так как представители рода могут колонизировать даже олиготрофные водные системы [16].

Многие представители Aspergillus spp. термотолерантны и способны выдерживать температуры до 60 °C. Региональные погодные различия играют роль в распространённости Aspergillus spp. в окружающей среде в качестве возбудителей заболеваний. В работе [17] выявлена корреляция между количеством осадков, влажностью, температурой и частотой заражения человека. Так, вклад разных видов грибов рода Aspergillus в развитие онихомикозов стоп в субтропическом поясе достигает 44,6% [18], в умеренном поясе — 5,2% [19].

Род Aspergillus организован в шесть подродов, каждый подрод делится на секции, которые в свою очередь делятся на виды. Клинически значимыми являются виды из секций Circumdati, Fumigati, Flavi, Terrei, Nigri, Nidulantes и Usti (табл. 1) [15].

 

Таблица 1. Клинически значимые виды рода Aspergillus

Подрод (количество секций всего)	Секция (количество видов всего)	Клинически значимые виды
Aspergillus (2)	Нет клинически значимых видов	Нет клинически значимых видов
Circumdati (10)	Circumdati (27)	Aspergillus tanneri Aspergillus subramanianii Aspergillus sclerotiorum Aspergillus persii
	Flavi (35)	Aspergillus flavus Aspergillus oryzae Aspergillus tamarii Aspergillus parasiticus
	Nigri (30)	Aspergillus brasiliensis Aspergillus carbonarius Aspergillus japonicus Aspergillus luchuensis Aspergillus niger Aspergillus tubingensis Aspergillus uvarum Aspergillus welwitschiae
	Terrei (17)	Aspergillus terreus Aspergillus alabamensis Aspergillus niveus
Cremei (1)	Нет клинически значимых видов	Нет клинически значимых видов
Fumigati (4)	Fumigati (63)	Aspergillus fumigatus Aspergillus felis Aspergillus fischeri Aspergillus fumigatiaffinis Aspergillus fumisynnematus Aspergillus hiratsukae Aspergillus laciniosus Aspergillus lentulus Aspergillus novofumigatus Aspergillus pseudoviridinutans Aspergillus spinosus Aspergillus thermomutatus Aspergillus udagawae Aspergillus viridinutans
Nidulantes (9)	Nidulantes (74)	Aspergillus nidulans Aspergillus sublatus Aspergillus quadrilineatus Aspergillus sydowii
	Usti (25)	Aspergillus calidoustus Aspergillus ustus Aspergillus pseudodeflectus Aspergillus granulosus
Polypaecilum (1)	Нет клинически значимых видов	Нет клинически значимых видов

 

Наибольший вклад в структуру хронических лёгочных и аллергических заболеваний микотической природы принадлежит грибам рода Aspergillus [15]. Среди возбудителей инвазивных микозов представители рода Aspergillus, как правило, занимают второе место после представителей рода Candida [20]. Однако есть и другие исследования, в которых, наоборот, Aspergillus spp. называют преобладающим возбудителем системных микозов, а Candida spp. — вторым по частоте [21].

ТЕРАПИЯ АСПЕРГИЛЛЁЗА

Для лечения аспергиллёза доступны три класса противогрибковых препаратов: азолы, полиены и эхинокандины. Терапия зависит от иммунного статуса хозяина, функционирования организма, предшествующего лечения. Каждый из препаратов имеет свои собственные ограничения, связанные со спектром активности, возникновением резистентности и токсичностью. Преимущественно для лечения аспергиллёзов используют препараты из класса азолов, а именно итраконазол (одобрен для клинического применения с 1992 года), вориконазол (с 2002 года), позаконазол (с 2006 года) и изавуконазол (с 2015 года) [22]. Вориконазол является основным средством для лечения и профилактики аспергиллёзов и рекомендован в качестве средства выбора для лечения инвазивного аспергиллёза. В качестве терапии первой линии для лечения инвазивного аспергиллёза также используют изавуконазол. При отсутствии эффекта от применения вориконазола, итраконазола, изавуконазола используют позаконазол. В случаях с пациентами высокого риска, а также при резистентности к азолам ≥10% к терапии азолами добавляют эхинокандины. В некоторых исследованиях сообщалось, что комбинация (азол + эхинокандин) имеет лучшую эффективность, чем монотерапия азолами [23]. В географических регионах, где распространённость резистентности к азолам составляет ≥10%, азолы не рекомендованы к использованию в качестве монотерапии [24]. В таких регионах для терапии первой линии рекомендуется амфотерицин B. Позаконазол, вориконазол и итраконазол принимают ещё и в профилактических целях для предотвращения аспергиллёза. Их можно применять перорально, что необходимо для длительного амбулаторного лечения [23, 25].

Азолы

Механизм действия азолов. Азолы нарушают синтез эргостерола, входящего в состав клеточной мембраны грибов, что в свою очередь ведёт к нарушению целостности мембраны, изменению функционирования мембраносвязанных ферментов, ингибированию роста и пролиферации клеток и в конечном итоге — к их гибели [26]. Механизм действия азолов заключается в связывании (координации) одного из атомов азота азольного кольца с железом гемовой группы и рядом расположенными аминокислотными остатками фермента стерол-14α-деметилазы (CYP51) цитохрома P450 [27]. Тем самым ингибируется активность CYP51 и не происходит превращения ланостерола в эргостерол. Количество эргостерола в мембране грибной клетки уменьшается, как следствие, изменяются структура и функциональность мембраны. CYP51 кодируется геном cyp51. У A. fumigatus, A. terreus и A. niger обнаружено два гомологичных белка CYP51, кодируемых генами cyp51A и cyp51B [27], а у A. flavus, A. oryzae и A. terreus и некоторых представителей секции Nigri — три гомологичных белка, кодируемых паралогами cyp51A, cyp51B и cyp51C [26, 28]. Наличие у различных видов Aspergillus нескольких паралогов cyp51 в геноме, вероятно, даёт грибам преимущество для выживания, например при воздействии азолов, увеличивая тем самым их устойчивость к антимикотикам [29].

Резистентность представителей рода Aspergillus к азолам. Устойчивость грибов к антимикотикам можно разделить на первичную (природную) и вторичную (приобретённую). Первичная устойчивость возникает без воздействия противогрибковых препаратов. Так, возбудители аспергиллёза обладают природной устойчивостью к флуконазолу [30]. Вторичная устойчивость опосредована чрезмерным применением азолов. Были выявлены два пути приобретения вторичной резистентности: 1) длительная терапия азолами (развивается во время лечения и часто является результатом одной или нескольких генетических мутаций); 2) использование азолов в сельском хозяйстве.

На клеточном уровне резистентность представителей рода Aspergillus к азолам может быть обусловлена следующими механизмами: 1) мутации в гене сyp51; 2) сверхэкспрессия эфлюксных насосов; 3) сверхэкспрессия сyp51 и генов, кодирующих транспортные белки, опосредованная мембраносвязанными факторами транскрипции; 4) образование биоплёнок.

Основным доминирующим механизмом, ответственным за бóльшую часть случаев приобретённой резистентности к азолам среди представителей Aspergillus, являются мутации в cyp51. Эти мутации приводят к структурным изменениям фермента CYP51, которые в свою очередь могут препятствовать связыванию лекарств [31]. Примеры основных мутаций генов cyp51 у различных видов рода Aspergillus, имеющих клиническое значение, подробно обсуждаются в обзоре A. Pérez-Cantero и соавт. [26]. Наиболее часто встречаются мутации TR₃₄/L98H (впервые описана в 2008 году) и TR₄₆/Y121F/T289A (проявилась в 2009 году, впервые описана в 2013 году) [10, 32]. В первом случае речь идёт о замене лейцина на гистидин в кодоне 98 и о наличии двух копий последовательности из 34 пар оснований (TR₃₄) в тандеме в промоторе гена cyp51A. Ассоциация повтора TR₃₄ и мутации L98H увеличивает экспрессию cyp51A в 8 раз [33]. Во втором случае тандемный повтор из 46 пар оснований (TR₄₆) сочетается с заменой тирозина на фенилаланин в кодоне 121 и заменой треонина на аланин в кодоне 289 (TR₄₆/Y121F/T289A) [33]. TR₄₆, Y121F, T289A сами по себе оказывают лишь умеренное влияние на восприимчивость к антимикотикам. Однако их сочетание даёт высокую устойчивость к вориконазолу и к итраконазолу. В свою очередь мутация TR₃₄/L98H демонстрирует высокий уровень перекрёстной устойчивости ко всем азольным препаратам, включая итраконазол, вориконазол и позаконазол. Гены сyp51 являются основными целями, тестируемыми в клинических лабораториях, для установления антифунгальной устойчивости к азолам у изолятов. Тем не менее секвенирование cyp51A из азол-резистентных изолятов показало, что 43% изолятов A. fumigatus не имели какой-либо мутации в гене cyp51A [34]. Этот факт невольно ставит под сомнение использование детекции мутаций в cyp51A как уникального диагностического инструмента для проверки на лекарственную устойчивость клинических штаммов рода Aspergillus к азолам.

В развитии устойчивости представителей рода Aspergillus к азолам существенную роль играют мембранные транспортные белки, которые облегчают перемещение макромолекул, ионов или малых молекул через биологическую мембрану [35]. Их сверхэкспрессия обусловливает устойчивость к азольным противогрибковым препаратам из-за снижения их внутриклеточной концентрации. Наиболее распространённые транспортные белки в грибной клетке относятся к суперсемейству транспортных белков аденозинтрифосфат-связывающей кассеты и суперсемейству основных посредников. Суперсемейство пермеаз аденозинтрифосфат-связывающей кассеты — это первично активные транспортные белки, которые используют химическую энергию гидролиза аденозинтрифосфата для облегчения транспортировки целевых молекул. Транспортные белки суперсемейства основных посредников являются вторичными переносчиками, используют хемиосмотические ионные градиенты или движущую силу протонов для выкачивания лекарств. Геном A. fumigatus содержит гены 49 предсказанных транспортных белков аденозинтрифосфат-связывающей кассеты, а также 278 предсказанных белков суперсемейства основных посредников, из которых 35 являются предполагаемыми мультилекарственными пермеазами [36].

Мембраносвязанные факторы транскрипции, которые регулируют экспрессию генов, связанных с биосинтезом эргостерола (в первую очередь сyp51) и эфлюксными насосами и таким образом управляют резистентностью к азолам у A. fumigatus, обобщены в табл. 2 [37–42].

 

Таблица 2. Транскрипционные факторы, влияющие на сверхэкспрессию сyp51 и генов, кодирующих транспортные белки у Aspergillus fumigatus

Фактор транскрипции	Роль в биосинтезе эргостерола	Влиянии делеции транскрипционного фактора на резистентность к азолам	Ссылка
CCAAT-связывающий фактор HapE	Входит в CCAAТ-связывающий комплекс белков. Напрямую связывается с промотором cyp51A и негативно регулирует биосинтез эргостерола	Удаление CCAAТ-связывающего комплекса белков приводит к депрессии генов, участвующих в пути биосинтеза эргостерола, и повышает толерантность к различным классам препаратов, воздействующих на его биосинтез, включая азолы, аллиламины и статины Точечная мутация в HapE (P88L) у Aspergillus fumigatus снижает сродство к целевому сайту и обусловливает устойчивость к азолам	[37]
HapX	Регулирует экспрессию генов, связанных с метаболизмом железа: при дефиците железа HapX подавляет пути, требующие железа, и активирует поглощение железа сидерафорами. HapX облегчает связывание CCAAТ-связывающего комплекса белков c промотором cyp51A	Инактивация HapX снижает вирулентность A. fumigatus в мышиной модели аспергиллёза	[38]
SrbA	Относится к семейству SREBP. За счёт прямого связывания с областью дуплицированного ТR34 промотора cyp51A регулирует биосинтез эргостерола. Играет ключевую роль в адаптации к гипоксии и вирулентности	Удаление значимо снижает вирулентность A. fumigatus и приводит к большей восприимчивости к азолам	[37, 39]
SrbB	Является SREBP-подобным фактором транскрипции. SrbB — главный транскрипционный регулятор гипоксии, отвечающий за метаболизм углеводов, гема и липидов	Удаление SrbB значимо ослабляет рост и вирулентность A. fumigatus в условиях гипоксии. В отличие от потери SrbA, потеря SrbB незначительно влияет на восприимчивость к триазольным препаратам	[39]
AtrR	Регулирует экспрессию генов, связанных с биосинтезом эргостерола, включая cyp51A; регулирует экспрессию гена эффлюксного насоса cdr1B. AtrR напрямую связывается с промоторами cyp51A и cdr1B	Удаление AtrR приводит к большей восприимчивости к азолам	[40]
SltA	Регулирует экспрессию генов, связанных с биосинтезом эргостерола и эффлюксными насосами (mdr1 и др.) путём прямого связывания с их промоторными областями	Удаление SltA приводит к гиперчувствительности к итраконазолу	[41]
Комплекс NCT (NctA и NctB)	Отрицательный кофактор 2 (NCT) является ключевым регулятором биосинтеза эргостерола и эфлюксного насоса cdr1B	Потеря NCT приводит к множественной лекарственной устойчивости к азолам, амфотерицину В и тербинафину, вызванной увеличением содержания эргостерола и уменьшением внутриклеточного удержания препарата	[42]

Примечание: СCAAТ — консервативная регуляторная последовательность нуклеотидов (цитозин–цитозин–аденозин–аденозин–тимидин), SREBP — белки, связывающие регуляторные элементы стерола, NCT — специфическое название для ортолога комплекса «отрицательный кофактор 2 (NC2)» у патогенного гриба A. fumigatus.

 

Описана митохондриально-опосредованная лекарственная устойчивость грибов. Показано, что что Bcs1A, белок митохондриальной дыхательной цепи, регулирует рост колоний, ионный гомеостаз и реакцию на противогрибковые препараты у A. fumigatus. Мутация Bcs1A обусловливает повышенную устойчивость к производным азола. Это связано с нарушением митохондриальной функции и увеличением экспрессии эффлюксных насосов [43].

Способность к образованию биоплёнок грибами рода Aspergillus является значимым фактором вирулентности, ведущей к устойчивости к противогрибковым препаратам. После адгезии конидий к поверхностям, таким как полистирол (материал многих медицинских изделий), или клеткам бронхиального эпителия конидии прорастают, формируя монослой из переплетённых гиф. Последние образуют трёхмерную структуру с внеклеточным матриксом, состоящим из полисахаридов (α-1,3-глюкан, галактоманнан, галактозаминогалактан), меланина и белков (адгезины, гидрофобины), внеклеточной ДНК, обеспечивая защиту гриба от иммунной системы и лекарственных препаратов [44]. Экстрацеллюлярный матрикс образует плотный барьер вокруг гиф, задерживая проникновение противогрибковых препаратов и скрывая гифы от элементов иммунной системы: макрофагов и нейтрофилов, а также помогает биоплёнке закрепляться на поверхностях. Элементы экстрацеллюлярного матрикса, в частности галактозаминогалактан, оказывают иммуносупрессирующее действие на организм, что в конечном счёте способствует развитию хронических инфекций [45]. Показано, что эффлюксные насосы сверхэкспрессируются в популяциях биоплёнок A. fumigatus, что способствует устойчивости к азолам. Более того, лечение вориконазолом индуцирует экспрессию эффлюксных насосов [46].

Резистентность, приобретённая во время лечения (профилактического или лечебного), касается всех азольных препаратов. Показана статистически значимая положительная корреляция между употреблением итраконазола или позаконазола и повышенной минимальной подавляющей концентрацией этих препаратов на примере 154 клинических изолятов A. fumigatus [47]. Один штамм может нести множественную устойчивость к нескольким азолам одновременно [34].

Полиены. Амфотерицин B

В случае, когда азолы неэффективны (клинический штамм Aspergillus устойчив к азолам) или противопоказаны (аллергии), клиницисты используют амфотерицин В [48].

Механизм действия полиенов (амфотерицина В). В основе терапевтического действия полиеновых антимикотиков лежит предпочтительное связывание последних с ключевым компонентом мембраны грибов — эргостеролом, а не с холестеролом, содержащимся в мембранах млекопитающих [49]. В зависимости от концентрации препарата, pH среды и природы возбудителя инфекции полиеновые макролиды оказывают фунгистатическое или фунгицидное действие. Механизм взаимодействия амфотерицина В с грибными мембранами досконально не установлен. В 1974 году была предложена модель, согласно которой противогрибковое действие полиенов заключается в их интеграции в липидный бислой, что приводит к образованию ионных каналов (трансмембранных пор), нарушению барьерных функций мембраны, увеличению проницаемости, утечке калия, протонов, катионов, цитоплазматических материалов и в результате — к гибели клеток [50]. Позже был предложен альтернативный механизм «стероловой губки» [51]. Он предполагает, что амфотерицин B, связываясь с эргостерином, экстрагирует/агрегирует эргостерол из фосфолипидного бислоя на поверхность мембраны, формируя многослойную губчатую структуру и тем самым нарушая функции мембраны. Кроме того, амфотерицин B способствует выработке активных форм кислорода, которые вызывают повреждение клеток [52].

Резистентность представителей рода Aspergillus к амфотерицину В. Несмотря на длительное использование амфотерицина B в клинической практике, устойчивость к нему остаётся редкой. Тем не менее вслед за ростом резистентности к азолам увеличилась частота использования амфотерицина В, что стало причиной увеличения значений минимальной ингибирующей концентрации амфотерицина В для различных видов Aspergillus [15]. Это привело к появлению изолятов Aspergillus, не только устойчивых в отношении азолов, но и обладающих сниженной чувствительностью к амфотерицину В (см. рис. 1) [53]. В исследовании, проведённом с 2010 по 2020 год, выявили сниженную чувствительность к амфотерицину В у изолятов A. terreus (36,8%), A. flavus (14,9%), A. niger (5,2%) и A. fumigatus (2,01%) [48]. При изучении азолрезистентных изолятов было показано, что 87% изолятов A. flavus и 43% изолятов A. fumigatus обладали сниженной чувствительностью (минимальная подавляющая концентрация ≥2 мг/л⁻¹) к амфотерицину В [54]. Описывается резистентность к амфотерицину В среди изолятов A. terreus, A. flavus, A. lentulus и A. ustus [46].

В целом сниженная чувствительность к амфотерицину В у видов Aspergillus встречается реже, чем к азолам. Исключением являются представители секции Terrei, содержащей 17 видов, в том числе_, A. terreus, обладающие природной устойчивостью к полиеновым антимикотикам, в частности к амфотерицину B in vitro и in vivo. До сих пор точный механизм внутренней полиеновой устойчивости не совсем понятен. Одним из возможных механизмов устойчивости A. terreus к амфотерицину В может быть модификация состава клеточной мембраны. У резистентных штаммов содержание эргостерола в мембране заметно понижено, либо происходит его замена альтернативными стеролами. Такая перестройка значимо уменьшает способность амфотерицина В прочно закрепляться на поверхности клетки, что снижает его антифунгальное действие [54]. Второй механизм связан с реакцией клетки на окислительный стресс, провоцируемый действием амфотерицина В. Данный антимикотик способен запускать продукцию свободных радикалов кислорода, тем самым повреждая клетку. У устойчивых штаммов A. terreus наблюдается повышенная выработка антиоксидантных митохондриальных ферментов каталазы и супероксиддисмутазы. Последние эффективно нейтрализуют свободные радикалы, защищая клетку от повреждений и повышая общую устойчивость к амфотерицину В. Эксперименты показывают, что искусственное подавление активности этих ферментов делает резистентные культуры вновь чувствительными к амфотерицину В [52].

Эхинокандины

Первый представитель класса эхинокандинов — ингибиторов β-(1,3)-D-глюкансинтазы — эхинокандин B был выделен из культуральной жидкости A. nidulans var. echinulatus [47]. Природные эхинокандины обладают неоптимальными фармакологическими характеристиками, поэтому клиническое применение нашли полусинтетические производные. В клинической практике применяют производные эхинокандина B — анидулафунгин и резафунгин² [55]. Каспофунгин является производным пневмокандина B₀ — противогрибкового липогексапептида из семейства эхинокандинов, продуцируемого Zalerion arboricola [56]. Соединение FR901379 — сульфатированный эхинокандин, вырабатываемый грибом Coleophoma empetri, является промежуточным продуктом для синтеза микафунгина [57].

Механизм действия эхинокандинов. Эхинокандины блокируют биосинтез β-(1,3)-D-глюкана клеточной стенки грибов, воздействуя на β-(1,3)-D-глюкансинтазу. В качестве субстрата β-1,3-D-глюкансинтаза использует уридин-дифосфат-глюкозу (UDP-Glc). Эхинокандины действуют как неконкурентные ингибиторы ферментативного комплекса β-(1,3)-D-глюкансинтазы с UDP-Glc, приводя к нарушению структуры растущих клеточных стенок, их целостности и стабильности, что делает клетки гриба более уязвимыми к внешним воздействиям и вызывает их гибель. Эхинокандины обладают фунгистатическим действием в отношении представителей рода Aspergillus, приводя к нарушению структуры концевых участков гиф, что блокирует инвазию гриба в ткани [58].

Резистентность представителей рода Aspergillus к эхинокандинам. В отличие от других препаратов, устойчивость представителей рода Aspergillus к эхинокандинам встречается редко. Это связано с тем, что β-(1,3)-глюкан является критически важным компонентом клеточной стенки: он составляет от 50 до 55% общего количества клеточной стенки у дрожжей и достигает 30% у нитевидных грибов [59]. Мутации, препятствующие синтезу β-(1,3)-D-глюкана, приводят к потере жизнеспособности грибов и не закрепляются эволюционно. Недостаточность информации о резистентности Aspergillus к эхинокандинам связана отчасти и с тем, что тестирование чувствительности изолятов Aspergillus к антимикотикам не проводится регулярно, а методы определения характеризуются техническими трудностями и неоптимальной воспроизводимостью. Показана мутация E671Q в гене fks, кодирующем β-(1,3)-D-глюкансинтазу; эта мутация опосредовала снижение чувствительности A. fumigatus к анидулафунгину и другим препаратам группы эхинокандинов [60].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ собранной информации показал, что устойчивость представителей рода Aspergillus к противогрибковым препаратам представляет собой серьёзную угрозу для эффективности современного лечения инвазивных микозов. Понимание молекулярных механизмов формирования устойчивости грибов рода Aspergillus, в том числе включающих мутации в гене cyp51, гиперэкспрессию транспортных белков и формирование биоплёнок, даёт возможность направить исследовательские усилия на разработку новых противогрибковых агентов и стратегий лечения. Несмотря на некоторый прогресс в разработке новых классов антимикотиков, их количества недостаточно для преодоления постоянно эволюционирующей устойчивости. Перспективным направлением является разработка противогрибковых препаратов с новыми механизмами действия, например являющимися ингибиторами транспортных белков или веществами, предотвращающими образование биоплёнок.

Все публикации по системному аспергиллёзу настоятельно рекомендуют проводить тестирование на чувствительность клинически значимых изолятов, предлагая комбинированную терапию до тех пор, пока не будет известна картина чувствительности. Установление микробиологического диагноза имеет решающее значение для терапии, особенно в регионах или учреждениях с высокими показателями резистентности к азолам. Сведения о механизмах устойчивости штаммов рода Aspergillus к антимикотикам необходимы на практике при создании быстрых диагностических тестов для раннего выявления резистентных штаммов, позволяющих быстро выбрать эффективную стратегию лечения.

Борьба с резистентностью требует комплексного подхода, включающего эпидемиологический надзор, раннюю диагностику, рациональное назначение препаратов и разработку новых стратегий профилактики и лечения. Необходимо постоянное наблюдение для мониторинга видов Aspergillus, вызывающих грибковые заболевания. Стандартизация лабораторных процедур, а также свободный доступ к данным национальных и международных программ наблюдения с использованием стандартизированных протоколов необходимы для получения надёжных данных и определения распространённости резистентности видов Aspergillus к антимикотикам, в первую очередь азолам, в разных странах и группах пациентов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. А.В. Автономова, О.В. Кисиль — определение концепции, работа с данными, написание черновика рукописи, пересмотр и редактирование рукописи. Все авторы одобрили рукопись (версию для публикации), а также согласились нести ответственность за все аспекты работы, гарантируя надлежащее рассмотрение и решение вопросов, связанных с точностью и добросовестностью любой её части.

Этическая экспертиза. Неприменимо.

Источники финансирования. Работа выполнена в рамках научноисследовательской работы по государственному заданию ФГБНУ «Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе» № 075-00483-25-03 на 2025 год и на плановый период 2026 и 2027 годов.

Раскрытие интересов. Авторы заявляют об отсутствии отношений, деятельности и интересов за последние три года, связанных с третьими лицами (коммерческими и некоммерческими), интересы которых могут быть затронуты содержанием статьи.

Оригинальность. При создании настоящей работы ранее опубликованные сведения (текст, иллюстрации, данные) не использовались.

Доступ к данным. Неприменимо (статья является описательным обзором литературы).

Генеративный искусственный интеллект. При создании настоящей работы технологии генеративного искусственного интеллекта не использовались.

Рассмотрение и рецензирование. Настоящая работа подана в журнал в инициативном порядке и рассмотрена по обычной процедуре. В рецензировании участвовали внешний рецензент, член редакционной коллегии и научный редактор издания.

ADDITIONAL INFORMATION

Author contributions: A.V. Avtonomova, O.V. Kisil: conceptualization, data curation, writing—original draft, writing—review & editing. All the authors approved the version of the manuscript to be published and agreed to be accountable for all aspects of the work, ensuring that questions related to the accuracy or integrity of any part of the work are appropriately investigated and resolved.

Ethics approval: Not applicable.

Funding sources: This work was part of a research project for the state assignment at the Gause Institute of New Antibiotics (state assignment No. 075-00483-25-03 for 2025 and for the planned period of 2026–2027).

Disclosure of interests: The authors have no relationships, activities, or interests for the last three years related to for-profit or not-for-profit third parties whose interests may be affected by the content of the article.

Statement of originality: No previously published material (text, images, or data) was used in this article.

Data availability statement: Not applicable, as this is a descriptive review.

Generative AI: No generative artificial intelligence technologies were used to prepare this article.

Provenance and peer-review: This paper was submitted unsolicited and reviewed following the standard procedure. The peer review process involved a member of the Editorial Board, a external reviewer, and the in-house science editor.

 

¹ WHO fungal priority pathogens list to guide research, development and public health action. In: World Health Organization [Internet]. Режим доступа: https://www.who.int/publications/i/item/9789240060241 Дата обращения: 20.05.2025.

² Лекарственное средство не зарегистрировано в Российской Федерации.

About the authors

Anastasia V. Avtonomova

Research Institute for the Search of New Antibiotics named after G.F. Gause

Author for correspondence.
Email: nomova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5098-5379
SPIN-code: 4409-8108

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Moscow

Olga V. Kisil

Research Institute for the Search of New Antibiotics named after G.F. Gause

Email: olvv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4799-1318
SPIN-code: 1153-8414

Cand. Sci. (Chemistry)

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files