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小心!不只动物!真菌竟然还可以从植物传染给人类!

来源:本站原创 2020-05-06 14:31

2020年5月6日讯 /生物谷BIOON /——当前的COVID-19大流行凸显了我们人类在抗击人畜共患疾病方面的准备是多么不足:这些疾病是源于野生动物并传染给人类的病原体导致。人类的免疫系统同样对从植物传染给人类的耐药疾病毫无准备。当我们努力控制和治疗当前的流行病时,我们必须同时提前一步思考--我们如何在未来避免其他流行病,而不中断我们的粮食供应?

在过去的十年中,耐药真菌疾病已经成为一种主要的健康威胁,包括耳念珠菌--一种高度传染性的真菌,在冠状病毒危机爆发之前席卷了全球各地的医院。十年前,几乎没有人听说过耳念珠菌。而今天,这种2009年与日本发现的耐药菌引起的疾病会在90天内使一半的患者死亡,而且该病已蔓延到19个国家(而且还在继续蔓延)。

为什么耳念珠菌令人担忧

耳念珠菌主要由于以下原因而让科学家感到担忧:这种细菌不仅可以对一种药物产生耐药性,现在已经发现了对2种、3种甚至市场上可选择的所有的抗真菌药物有耐药性的菌株。就像之前的耐药细菌一样,真菌也在不断进化,以在通常用于治疗感染的药物中生存下来。美国疾病控制与预防中心对2016年至2018年纽约市医疗设施中发生的51例耳念珠菌感染进行了审查,发现98%的耳念珠菌样本对一种常用的抗真菌药物产生了抗药性。耳念珠菌也能适应不同的环境。在医院里,它可以在长椅、床、医疗设备和其他表面上找到。这种真菌如此顽固,以至于医院有时不得不关闭整个病房,使用特殊的清洁设备来清除它。

图片来源:Kateryna Kon Getty Images

耳念珠菌感染有多严重?

任何感染都可能是严重和致命的,特别是如果很难治疗,而且一个人的免疫系统有缺陷的时候。

耳念珠菌可以引起许多不同类型的感染,包括伤口、血液和耳朵。在呼吸道和尿液样本中也发现了这种真菌,尽管尚不清楚它是否会在身体的这些部位引起感染。美国疾病控制与预防中心的报告称,有30%到60%的感染了耳念珠菌的人已经死亡。然而,由于这是基于少数数据,所以医生很难指出耳念珠菌是主要的死亡原因,因为许多这些病人有其他可能导致他们死亡的疾病。

但是这种真菌是在哪里产生耐药性的呢?

一个令人惊讶的理论是:耳念珠菌可能是在农场而不是在医院里产生了抗药性。

农民用来控制许多植物疾病的农作物保护产品与医生用来治疗感染(包括真菌)的常用药物几乎完全相同。真菌不断地变异,它们的生命周期以天或周为单位,变化很快。当一种突变产生了对一种杀菌剂的抗性时,随着不具有抗性的菌株的死亡,这种特定的菌株将会大量繁殖。真菌是机会主义者,它们会跳到任何一个提供良好环境的宿主身上,比如人体。如果真菌感染的治疗涉及到一种与在农场中遇到的杀菌剂相同的药物,这种真菌可能会在人体中大量繁殖,就像在田间一样。

一个明显的解决办法是在田间少用杀菌剂。有一种理论认为,过度使用杀菌剂杀死了它所有的竞争者,导致了耳念珠菌的爆炸性增长。减少杀菌剂的使用不仅会减缓耐药菌株的发展,还有助于恢复真菌世界的多样性,从而对任何一种病原体的流行情况进行检查。换句话说,它将有助于防止另一种耐药真菌从田间出现并进入人体。它还将帮助农民,因为有耐药性的病原体可能会抵消杀菌剂的产量效益。

杀菌剂是农业社区的必需品。植物病害给全球农民带来了一个重大问题--在某些作物中,病害会使收成减少70%以上--如果不能解决这个问题,就意味着破产或饥荒。当我们的人口在增长而可耕地在减少的时候,我们不能承受这种损失。

但是如果植物本身有自己的抗病能力么?

就像真菌--或者任何生物--一样,植物也在不断地进化。这就是自然基因编辑的工作原理,没有它,我们仍然是咸汤里的单细胞。通过自然选择,几乎所有的植物最终都会产生一种对特定真菌有抗性的菌株(一些主要农作物的祖先可能已经这样做了,但科学界并不知道)。但这可能需要几个世纪的时间,而且随着抗药和致命的真菌菌株的扩散,我们没有时间等待。

另一方面,遗传学的进步让我们了解了植物的基因编辑过程,帮助我们形成了对疾病的抵抗力。可以说,基因编辑技术可以让我们开门见山,向农作物灌输抗病能力--就像大自然会做的那样,只要给我们足够的时间。基因编辑使我们能够在不引入外来基因物质的情况下,通过对植物或作物的基因组进行微调来实现这一目标(对于那些关注转基因生物的人来说,这是一个难题)。

这能做到吗?简而言之,答案是肯定的--农业生物技术产业已经在这么做了。

当前的大流行提供了一个明确的信息,即我们必须更好地减轻与人畜共患疾病相关的风险。尽管耳念珠菌和其他抗药真菌已经从农场转移到医院,基因编辑仍然可以在阻止其他病原体进行同样的转移过程中发挥重要作用。(生物谷Bioon.com)

参考资料:



【3】Yanfei Mao,  Jose Ramon Botella,  Yaoguang Liu,  Jian-Kang Zhu. Gene editing in plants: progress and challenges National Science Review, Volume 6, Issue 3, May 2019, Pages 421-437, https://doi.org/10.1093/nsr/nwz005


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