Effects of antifungal prophylaxis against virulence of Candida albicans isolated from head and neck cancer patients

ผลของการให้ยาป้องกันการติดเชื้อราต่อความรุนแรงในการก่อโรคของเชื้อ Candida albicans ที่แยกได้จากผู้ป่วยมะเร็งช่องปากและลำคอ

Name: Phimchat Suwannaphong

LCSH: Candida albicans

LCSH: Fungi

LCSH: Throat -- Cancer

Abstract: Candida albicans (C. albicans) can colonize multiple human body sites, especially the oral cavity in immunocompromised individuals, and may become pathogenic, resulting in oral candidiasis (OC). This is particularly prevalent among head and neck cancer (HNC) patients undergoing concurrent chemoradiotherapy (CCRT), which suppresses immune system and disrupts the oral mucosal barrier. Fluconazole (FLC) is widely used for both prophylaxis and treatment of Candida infections. However, the extensive use of FLC has been associated with the emergence of FLC tolerance in C. albicans, contributing to treatment failure. Therefore, this study comprised 2 parts:1)To determine efficacy of FLC in preventing radiation-induced oral mucositis (RIOM) and OC, a randomized controlled trial (RCT) was conducted with 78 HNC patients undergoing CCRT. Participants received either FLC (100 mg daily) or placebo. The results demonstrated that FLC prophylaxis significantly reduced the incidence of grade ≥2 oral mucositis (OM) by week 7 of treatment. Furthermore, it significantly decreased the prevalence of oral Candida carriage and the quantitative microbial load, as measured by colony-forming units (CFUs), in both weeks 4 and 7. The adverse effects related to FLC were not observed. These findings provide robust clinical evidence supporting the use of FLC prophylaxis to mitigate OM and fungal infections in this specific patient population.2)To investigate the mechanisms of FLC tolerance and associated virulence factors inC. albicansclinical isolates, this study characterized 98 clinicalC. albicansisolates. Among these, 97 were classified as FLC-susceptible (MIC: 0.5-2 µg/mL) ; however, a subpopulation exhibited FLC tolerance, categorized as either moderate (MT) or heavy tolerance (HT). Tolerant isolates demonstrated upregulated expression ofERG11, a gene encoding a key enzyme in ergosterol biosynthesis, suggesting that an altered membrane composition contributes to the tolerance mechanism. In contrast, the expression of efflux pump genes (CDR1,CDR2,MDR1) showed only mild changes under sub-MIC FLC exposure. Further analysis of virulence-associated genes (ALS1,ALS3,HWP1,SAP1–3,SAP6) and corresponding phenotypic traits revealed distinct adaptive responses between tolerance phenotypes. ForMT isolatesshowed upregulation ofALS1andSAP6but a general downregulation of other virulence genes, which correlated with reduced adhesion and biofilm formation under drug stress.In contrast, HT isolatesupregulatedALS3,HWP1, andSAP6, aligning with sustained adhesion and biofilm integrity. Notably, both tolerance phenotypes induced comparably low levels of host epithelial cell cytotoxicity despiteSAP6upregulation, indicating that FLC tolerance primarily facilitates fungal survival and persistence under antifungal pressure rather than increasing direct host damage.In summary, although fluconazole prophylaxis reduces oral complications in HNC patients, it risks selecting FLC-tolerant C. albicans with retained pathogenicity, highlighting the necessity of elucidating the underlying mechanisms of FLC tolerance and virulence attributes to improve infection management.

Abstract: เชื้อราแคนดิด้า อัลบิแคนส์ เป็นเชื้อราฉวยโอกาสที่สามารถพบได้ในหลายส่วนของร่างกายรวมถึงภายในช่องปาก โดยเชื้อชนิดไม่ก่อโรคในบุคคลที่มีภูมิคุ้มกันปกติ แต่อย่างไรก็ตาม ในผู้ป่วยมะเร็งศีรษะและลำคอที่ได้รับการรักษาด้วยรังสีร่วมกับเคมีบำบัด ซึ่งส่งผลให้เยื่อบุช่องปากถูกทำลายและภูมิคุ้มกันลดลง เชื้อชนิดนี้สามารถก่อโรคในช่องปาก (oral candidiasis) โดยทั่วไปแล้วยาฟลูโคนาโซลเป็นยาต้านเชื้อราที่ใช้สำหรับการป้องกันและรักษาการติดเชื้อราแคนดิด้า อย่างไรก็ตาม การใช้ยาฟลูโคนาโซลอย่างต่อเนื่องอาจนำไปสู่การพัฒนาความทนทานต่อยา (tolerance) ในเชื้อแคนดิด้า อัลบิแคนส์ ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของการรักษา ดังนั้นการศึกษาในวิทยานิพนธ์นี้จึงแบ่งออกเป็น 2 ส่วน ดังนี้1)ประสิทธิภาพของฟลูโคนาโซลในการป้องกันภาวะเยื่อบุช่องปากอักเสบจากการฉายรังสีและการติดเชื้อราในช่องปาก โดยการศึกษานี้เป็นการทดลองแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุม (randomized controlled trial) ในผู้ป่วยมะเร็งศีรษะและลำคอจำนวน 78 ราย เข้ารับการรักษาด้วยรังสีรักษาร่วมกับเคมีบำบัด ผู้ป่วยถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม คือกลุ่มที่ได้รับยาฟลูโคนาโซลในการป้องกัน (fluconazole prophylaxis) โดยได้รับฟลูโคนาโซลขนาด 100 มก. ทุกวัน และกลุ่มที่ได้รับยาหลอก (placebo) ผลการศึกษาพบว่าการใช้ฟลูโคนาโซลในการป้องกัน สามารถช่วยลดความรุนแรงของภาวะเยื่อบุช่องปากอักเสบระดับ 2 ขึ้นไป อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่สัปดาห์ที่ 7 ของการรักษา นอกจากนี้ยังลดการพบเชื้อแคนดิด้าในช่องปากและปริมาณเชื้อเมื่อคำนวนออกมาเป็นค่า colony-forming units (CFUs) อย่างมีนัยสำคัญที่สัปดาห์ที่ 4 และ 7 ของการรักษา โดยไม่พบผลข้างเคียงร้ายแรงจากฟลูโคนาโซล ผลการศึกษานี้เป็นหนึ่งในหลักฐานที่สามารถนำมาสนับสนุนการใช้ยาฟลูโคนาโซลในการป้องกันภาวะเยื่อบุช่องปากอักเสบและการติดเชื้อราในผู้ป่วยกลุ่มมะเร็งศีรษะและลำคอ2)เพื่อศึกษากลไกความทนทานต่อฟลูโคนาโซลและปัจจัยความรุนแรงของเชื้อแคนดิด้า อัลบิแคนส์ ที่แยกได้จากผู้ป่วย ในการศึกษานี้สามารถแยกเชื้อราแคนดิด้า อัลบิแคนส์ ได้จากผู้ป่วยจำนวน 98 ไอโซเลท พบว่าเชื้อราแคนดิด้า อัลบิแคนส์ จำนวน 97 ไอโซเลท ถูกจัดเป็นเชื้อที่ไวต่อยาฟลูโคนาโซล โดยมีค่า MIC อยู่ที่ 0.5-2 µg/mL แต่อย่างไรก็ตาม พบว่ามีเชื้อราแคนดิด้า อัลบิแคนส์บางไอโซเลทที่มีลักษณะเป็นเชื้อที่มีความทนทานต่อฟลูโคนาโซล (fluconazole tolerance) โดยแบ่งเป็นระดับ moderate tolerance (MT) และ heavy tolerance (HT) จากการศึกษาพบว่าเชื้อที่ทนทานต่อฟลูโคนาโซลจะมีการแสดงออกของยีน ERG11 เพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นยีนเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์เออร์โกลสเตอร์รอล ที่เป็นส่วนประกอบสำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์ของเชื้อราแคนดิด้า อัลบิแคนส์ นอกจากนี้ยังศึกษาการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับกลไกการควบคุมปริมาณยาภายในเซลล์ คือ เอฟฟลักส์ ปั๊ม ได้แก่ CDR1, CDR2, และ MDR1 ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าการแสดงออกของยีนกลุ่มนี้ภายใต้สภาวะที่เชื้อได้รับความเครียดจากฟลูโคนาโซลระดับต่ำกว่าค่า MIC ไม่พบการเปลี่ยนแปลงของระดับการแสดงออก ลำดับถัดมาจึงได้ทำการศึกษาความสามารถในการก่อโรคและยีนที่เกี่ยวข้อง (ALS1, ALS3, HWP1, SAP1-SAP3 และ SAP6) โดยมีการศึกษาความสามารถในการเกาะติด (adhesion) การสร้างเส้นใย (filamentation) การสร้างไบโอฟิล์ม (biofilm) และความสามารถในการทำลายเซลล์เจ้าบ้าน ผลที่ได้จากการศึกษาพบว่าเชื้อชนิด MT มีการแสดงออกของยีน ALS1 และ SAP6 เพิ่มขึ้นแต่ในขณะเดียวกันการแสดงออกของยีนอื่นๆ มีการแสดงออกที่ลดลง ซึ่งไปสอดคล้องกับการลดลงของ ความสามารถในการเกาะติด และการสร้างไบโอฟิล์มภายใต้ความเครียดจากยา ในส่วนของเชื้อชนิด HT พบว่ามีการแสดงออกของยีน ALS3, HWP1 และ SAP6 เพิ่มขึ้นซึ่งสอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของความสามารถในการเกาะติด และการรักษาความสมบูรณ์ของไบโอฟิล์มไว้ได้ภายใต้สภาวะความเครียดจากยา เมื่อทดสอบความเป็นพิษต่อเซลล์ของเชื้อพบว่าเชื้อที่ทนทานต่อฟลูโคนาโซลไม่สามารถทำให้เกิดความเสียหายของเซลล์เยื่อบุผิวเพิ่มขึ้นภายใต้สภาวะที่ได้รับความเครียดจากยา สิ่งเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการปรับตัวนี้อาจผลให้เชื้อสามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่มียาได้มากกว่าการทำให้เกิดอันตรายต่อเซลล์เจ้าบ้านโดยสรุป แม้ว่าการใช้ยาฟลูโคนาโซลในการป้องกันมีประสิทธิภาพในการลดความรุนแรงของภาวะแทรกซ้อนในช่องปากในผู้ป่วยมะเร็งศีรษะและลำคอ แต่อย่างไรก็ตามการใช้ยาอาจนำไปสู่การคัดเลือกเชื้อที่มีความทนทานต่อยา โดยยังคงมีความสามารถในการก่อโรคอยู่ ซึ่งเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการทำความเข้าใจกลไกที่เกี่ยวข้องกับความทนทานและปัจจัยความรุนแรงของเชื้อ เพื่อพัฒนาแนวทางการจัดการการติดเชื้ออย่างมีประสิทธิภาพ

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Sirida Youngchim

Role: Advisor

Name: Imjai Chitapanarux

Role: Advisor

Name: Patcharin Thammasit

Role: Advisor

Created: 2569

Modified: 2026-02-18

Issued: 2026-01-08

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Microbiology

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	630751014.pdf	1.22 MB

ใช้เวลา

0.040974 วินาที