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JCM:下水道系统或是镰刀菌属真菌重要感染源

来源:丁香园 2012-01-19 03:58

近日,J Clin Microbiol杂志上刊登的一项关于浴室排水漕镰刀菌属真菌传播的研究"Widespread occurrence of diverse human pathogenic types of the fungus Fusarium detected in plumbing drains"显示,下水道系统可能是镰刀菌属真菌感染人类的重要来源。

在第一轮广泛性普查中,宾西法尼亚州农业科学学院的研究者从131座不同的建筑中取得了近500例排水槽样本,这些建筑包含了商业,住房,大学宿舍和公共设施—它们分布在宾西法尼亚州,马里兰州,弗吉尼亚州,北卡罗来纳州,南卡罗来纳州,乔治亚州,佛罗里达州和加里弗尼亚州。

他们比较了人类感染的和自排水槽中取得的镰刀菌属样本的种类及DNA测序类型。

这项研究从82%的建筑物以及66%的排水槽中鉴定出了至少一种镰刀菌株。大约70%的分离菌株经测序来源于最经常感染人类的6个种类。

“大约三分之二的排水槽中发现了镰刀菌属菌株,很明显,这些建筑物的居民经常性地暴露在这些真菌的感染范围之内。”学科带头人Dylan Short说,最近他获得了植物病理学的博士学位。“这些发现强有力地支持了管道表面生物膜是人类致病镰刀菌温床的假说。”

镰刀菌以能使农作物感染一系列疾病而著称。在宾西法尼亚州,以谷类作物及温室作物的镰刀菌疾病最受关注。镰刀菌在其感染的植物上产生真菌毒素,从而威胁到食用这些植物的人类及动物的健康。

一些种类的镰刀菌能够机会性地然而有时是致命性地感染人类。典型的传播途径是经由伤口,通过导尿管,静脉注射伤口或者眼膜进入体内。由于镰刀菌对许多抗真菌类药物均产生耐药性,所以对其感染的治疗并不容易。免疫体系功能低下的人群被感染的危险最大。

在一例倍受瞩目的病例中,发现2005-2006年隐形眼镜使用者中暴发的真菌性角膜炎(角膜感染)是由镰刀菌引起的。

“近来在东南亚及北美隐形眼镜佩戴者人群中暴发的真菌性角膜炎事件中,下水管道系统是眼睛感染相关的最常见的镰刀菌种类及序列类型的主要环境来源。”short 说。

他解释说管道表面的生物膜包含各种种类的真菌及其它类型的微生物。“基于它们出现的频率非常高,很清楚的一点是镰刀菌是管道系统生物膜微生物菌落中最普遍的组成成员。”他说,“镰刀菌生物膜菌落强大的适应能力促使其在管道系统表面生长并进而引起人类的感染。”

“例如,在2005-06年真菌性角膜炎暴发事件中,有一种假设是隐形镜片溶液的错误使用导致了其抗菌效应的减弱,这使得镰刀菌在隐形镜片及镜盒中生长成了生物膜。”他说。

“生物膜可能还扮演着一项重要的角色,它能够保护真菌免受药物治疗的攻击,因为与培养在液体培养基中的真菌相比,生物膜体系中的真菌表现出更强的耐药性。”

这项研究从水槽系统中分离得到59种类型的镰刀菌,其中32种是以前研究过的测序类型。还发现了4种新的镰刀菌种类。

David Geiser,植物病理学教授,也是这项研究的小组成员,指出由镰刀菌引起的严重感染相比较为稀少,而且这些真菌可能对管道系统产生某些正面的影响。但是他说这项研究为人类感染和管道系统之间的流行病关系提供了强有力的支持。

“无论从公众认知的方面,还是从科学团队对此的理解上来看,表面上,我们都和这些真菌进行频繁的接触,然而,这些接触和感染之间的关系长期以来为我们所忽视。” David Geiser说,他是宾西法尼亚州镰刀菌研究中心主任,这一中心储藏有世界上数量最大的镰刀菌种。

“这些发现为我们研究菌落微生物的相互作用,新的代谢活动,包括霉菌毒素和抗生素的产生,以及室内环境微生物的影响提供了可能性。”他说。

这个项目组的其它成员有Kerry O'Donnell,美国农业部-农业研究局;Ning Zhang,美国罗格斯大学;以及Jean Juba,宾西法尼亚州植物病理研究室。

宾西法尼亚州农业科学研究毕业生研究竞争项目,美国农业部,美国国家科学基金会,博士伦股份有限公司资助了此项研究。(生物谷Bioon.com)

Widespread occurrence of diverse human pathogenic types of the fungus Fusarium detected in plumbing drains

Dylan P.G. Short1,*, Kerry O'Donnell2, Ning Zhang3, Jean H. Juba1 and David M. Geiser1

It has been proposed that plumbing systems might serve as a significant environmental reservoir of human pathogenic isolates of Fusarium. We tested this hypothesis by performing the first extensive multilocus sequence typing (MLST) survey of plumbing drain-associated Fusarium isolates, and comparing the diversity observed to the known diversity of clinical Fusarium isolates. We sampled 471 drains, mostly in bathroom sinks, from 131 buildings in the United States using a swabbing method. We found that 66% of sinks and 80% of buildings surveyed yielded at least one Fusarium culture. 297 isolates of Fusarium collected were subjected to MLST to identify the phylogenetic species and sequence types (STs) of these isolates. Our survey revealed that the six most common STs in sinks were identical to the six most frequently associated with human infections. We speculate that the most prevalent STs, by virtue of their ability to form and grow in biofilms, are well adapted to plumbing systems. Six major Fusarium STs were frequently isolated from plumbing drains within a broad geographic area and were identical to STs frequently associated with human infections.

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