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全球变暖或致“超级病菌”致死性耳道假丝酵母菌产生

来源:本站原创 2019-09-01 21:37

近日,一项刊登在国际杂志mBio上的研究报告中,来自约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院等机构的科学家们通过研究发现,全球变暖或许在耳道假丝酵母菌(C.auris, Candida auris)的出现中扮演着非常关键的角色,耳道假丝酵母菌是一种多重耐药性真菌,如今其对全球公众健康已经构成了严重的威胁,而且这种真菌或许也是气候变化引起新型致病性真菌出现的一个例子。

图片来源:nysna.org

2009年,研究人员在日本首次发现耳道假丝酵母菌,当时一名70岁的老年女性耳道感染了这种病菌,此后耳道假丝酵母菌迅速在全球传播,随后韩国、巴基斯坦等至少12个国家报告发现了耳道假丝酵母菌的感染病例,如今这一“超级真菌”也迅速成为了科学家们的研究热点。身体健康的人群对该耳道假丝酵母菌具有较强的免疫力,即便携带也不会发病,但免疫系统较弱的人接触到该病菌后则容易引发血液感染,严重的可能造成听力丧失甚至失去生命;患者感染耳道假丝酵母菌后的死亡率高达六成,但目前尚不确定死亡是否由感染本身导致。

研究人员发现,耳道假丝酵母菌的致病性分离株几乎同时在亚洲、非洲和美洲出现,其在遗传上构成了不同的进化枝,目前诸多关于耳道假丝酵母菌出现原因的解释,很多研究人员都无法给出令人信服的解释。这项研究中,研究人员通过运用系统发育分析方法,比较了耳道假丝酵母菌及其近亲菌种的温度敏感性,结果表明,与大多数不耐受哺乳动物体温的近亲相比,耳道假丝酵母菌的高温适应性更强,能在更高温度下存活。研究人员认为,对高温的适应性是耳道假丝酵母菌出现的原因之一,而且全球变暖或是促成耳道假丝酵母菌出现的重要因素,也是在三大洲同时出现3种不同真菌进化枝的原因所在。

实际上,耳道假丝酵母菌无法在厌氧状况下存活,通常其会在较冷的皮肤表面被发现,而在肠道中无法检测到该真菌的存在,这就间接支持了这种真菌是环境中真菌这一概念,研究者发现,多种因素或许是耳道假丝酵母菌在过去几十年出现的原因,比如,耳道假丝酵母菌能够持续性过量表达HSP 90蛋白,这与其产生多重耐药性、毒力、耐热性及抗渗透胁迫性有关。尽管目前研究人员并未阐明该真菌基因组中多个毒力因子,但从理论上来讲,致病性的假丝酵母菌(Candida spp)会通过质粒DNA的转移方式将某些毒力特性转移到非毒力的耳道假丝酵母菌中去;而且较高的紫外线辐射和全球变暖相结合可能会导致突变事件的发生,进而导致真菌的环境适应性进化。

尽管全球变暖相关的环境改变在耳道假丝酵母菌的出现中扮演着重要的角色,但这种改变或许并不太可能解释整个过程,比如,研究人员很难解释全球变暖如何导致不同地理区域中四个耳道假丝酵母菌进化枝的自发出现,每个进化枝彼此之间相距几千年的进化距离。假设耳道假丝酵母菌在生物圈中还有其它宿主,那么气候变化或许会影响这些宿主并为人类致病性真菌出现提供额外的变量;最近,在某些地方(比如美国东北部)出现的感染病例集群或许就是一种突发事件,其能够遵循适应性的气候改变,并可能会反映当地的感染控制状况。所有进化枝的耳道假丝酵母菌菌含有MTLa和MTLa位点,如果其彼此之间的地理隔离会无意的人类运输或鸟类迁徙模式所终结的话,这或许就会增加不同进化枝之间“配对”的可能性。

研究者提出耳道假丝酵母菌出现的可能性轨迹

图片来源:Arturo Casadevall et al. doi:10.1128/mBio.01397-19

耳道假丝酵母菌是否是气候变化中所出现的新型病原体的第一个例子,或其是否源于人类致病性真菌似乎都遵循着不同的轨迹,这种真菌的扩散或许会引发公众的担忧,而且人们也会担心未来面临真菌适应更加炎热新型疾病的风险。截至目前为止,大多数与耳道假丝酵母菌相关的人类病例都发生在体弱的个体中,比如重症监护病房的患者等,衰弱的机体状况会损伤其机体的免疫力,因此这类群体或许也会成为新型真菌性疾病出现的“哨兵”,也许后期我们需要警惕致病性真菌的出现并对其进行持续监测,因人口指数式增长所诱导的气候改变的直接和间接效应或许能作为真菌进化的驱动因素,而该领域未来或许也会成为科学家们重点研究的一个方向。

最后,研究者Arturo Casadevall表示,如今我们发现,真菌或许已经开始适应更高的温度环境,此外,全球变暖将会导致更耐热的真菌谱系出现,进而引发多种真菌病的发生;耳道假丝酵母菌很可能是气候变化引发新致病真菌出现的第一个例子,随着全球变暖趋势的持续,21世纪很有可能成为一个真菌疾病不断涌现的时代,我们人类将面临越来越多的问题。

参考资料:

【1】Arturo Casadevall, Dimitrios P. Kontoyiannis, Vincent Robert. On the Emergence of Candida auris: Climate Change,Azoles,Swamps,and Birds mBio (2019) doi:10.1128/mBio.01397-19

【2】Rise of Candida auris blamed on global warming

【3】刘海英.致病耳道假丝酵母菌适应更高温环境 全球变暖或致21世纪真菌疾病暴发 [EB/OL].,2019-07-25.

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