Science：揭示致病的耳念珠菌具有极强的表面粘附能力之谜

2009 年，一种神秘的真菌似乎凭空出现，目标是人类当中最脆弱的群体。这听起来像是好莱坞的故事，但这种真菌却构成了非常现实的威胁。科学家们正在争分夺秒地研究，是什么导致了这种威胁生命的真菌---耳念珠菌（Candida auris），以及为什么即使是医院和其他医疗机构最好的感染控制方案也常常无法消灭它。

在一项新的研究中，来自美国密歇根大学的研究人员对耳念珠菌粘附在从皮肤到导管等各种物体上的神奇能力进行了研究，并有了惊人的发现。相关研究结果近期发表在Science期刊上，论文标题为“A Candida auris-specific adhesin, SCF1, governs surface association, colonization, and virulence”。

论文通讯作者、密歇根大学医学院微生物学与免疫学系的Teresa O'Meara博士和她的研究生Darian Santana领导的一个研究团队发现耳念珠菌与其他已知真菌不同，它使用一类称为粘附素（adhesin）的蛋白，其作用与藤壶和软体动物等海洋生物使用的蛋白非常相似。

他们最初的假设是，耳念珠菌使用的粘附素来自其他真菌（比如白色念珠菌）使用的粘性蛋白家族。然而，当他们探究常见的嫌疑对象---高度保守的 ALS 和 IFF/HYR 家族的蛋白---时，除了一种称为IFF4109的蛋白有部分影响外，它们中的大部分都没有发现。

随后，他们转而采用另一种筛选方法，即系统地破坏耳念珠菌的基因组，观察哪种突变体失去了粘附96孔塑料板的能力，结果发现了一种新的粘附素，他们将其命名为表面定殖因子（Surface Colonization Factor, SCF1）。

O'Meara 说，“这种新的粘附素只存在于耳念珠菌中，因此我们不知道它是从哪里进化而来的。从序列相似性来看，它不像是来自其他生物。”他们发现，Scf1形成的键是阳离子-π键，该键是自然界中最强的非共价化学键之一。

O'Meara 补充说，“关于自然界中这种键的许多文献都来自于人们试图制造能在水下附着的生物工程胶水。因此，他们从大自然中寻找灵感。”

此外，这些作者还发现，SCF1 与定殖增加和致病能力增强有关。他们利用小鼠模型证明，SCF1和IFF4109的缺失会降低耳念珠菌菌株在皮肤和留置导尿管中的定植能力。此外，过度表达 SCF1 的耳念珠菌菌株毒力增强，真菌病变增多。

SCF1的N端结构域包含一个类似Flo11的III型纤维连接蛋白褶皱，但缺乏对Flo11功能至关重要的保守性芳香氨基酸残基。图片来自Science, 2023, doi:10.1126/science.adf8972。

O'Meara 说，“我们不知道为什么需要这种粘附素来致病。可能是它们需要附着在血管上，也可能是它们改变了宿主与受体之间的相互作用，这在相关真菌白色念珠菌中是真实存在的，但在耳念珠菌中是否也是如此，我们并不清楚。”

O'Meara和她的团队计划研究SCF1与毒力之间的联系，希望能利用这种联系开发出更有效的抗真菌疗法，因为许多耳念珠菌菌株对目前的药物具有抗药性。O'Meara 说，这种粘附素还可能为耳念珠菌的来源提供线索，它的类似于藤壶的粘附特性表明它起源于海洋。

O'Meara 说，“与在一个地方出现的 SARS-CoV2 不同，耳念珠菌突然出现在全球五个不同的地方。世界上有一些选择性压力发生了变化，使得耳念珠菌从完全不构成威胁到在人体中定植。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Darian J. Santana et al. A Candida auris –specific adhesin, Scf1 , governs surface association, colonization, and virulence. Science, 2023, doi:10.1126/science.adf8972.