您现在的位置是:首页 >专题 > 2020-07-21 10:46:20

研究人员发现与肺部感染有关的杂种真菌

一组国际研究人员首次在医院环境中发现了曲霉菌(一种以前仅在土壤或植物中发现的真菌)。该小组对其基因组进行了测序,发现它实际上是一个杂种,抗药性比其来源的两个物种高三倍。

有关这项研究的文章发表在《当代生物学》上,由来自巴西,美国,葡萄牙和比利时的研究人员合着。该研究得到圣保罗研究基金会的支持(FAPESP)的支持。

曲霉病是一种肺部疾病是由该属真菌引起,尤其是在植物和土壤中广泛存在的烟曲霉。所有人类都定期吸入曲霉的孢子,在健康受试者中通常不会引起症状。然而,在免疫系统较弱的患者中,霉菌会引起,在肺部形成真菌球(孢菌状菌),并传播成为侵袭性肺曲霉病,这是该病最严重的形式。烟曲霉是曲霉病的最常见原因,但其他物种也引起此病,包括黄曲霉,黑曲霉,构巢曲霉和土曲霉。

“在大约90%的病例中,曲霉菌的感染是由烟曲霉引起的,但是在某些人类遗传疾病中,构巢曲霉是更常见的病因。因此,我们开始收集世界各地的临床资料,以了解多久这种细菌是在医院环境中发生的。令我们惊讶的是,十分之六的样本中含有一种从未发现过会感染人的真菌。”圣保罗大学里贝罗朗·普雷图药学院的教授古斯塔沃·恩里克·高德曼(Gustavo Henrique Goldman)说。 (FCFRP-USP)在巴西和该研究的主要研究者,与美国范德比尔特大学教授Antonis Rokas一起进行。

遗传测序还表明,A。latus是两个相对较远相关物种的杂种,并且包含两个亲本物种的DNA的完整副本。其他小组进行的测试已经表明,与抗性药相比,黑曲霉的抗真菌药物抵抗能力是其亲本种的A. spinulosporus和未知的A. quadrilineatus。它还可以更有效地对抗人类免疫细胞。

高德曼说:“这种真菌从杂交中获得了很大的优势。” 为了确定最佳治疗方案并避免对现有药物产生耐药性,准确识别引起感染的物种非常重要。

但是,他补充说,巴西的医院目前很少有资源可以进行基因测序,以便以高于属水平的精度鉴定污染患者的真菌。鉴定通常通过显微镜下的形态分析来完成,这为误诊留下了空间。例如,研究中所用的拟南芥样品以前已通过该方法标记为构巢曲霉。

真菌和COVID-19

医院环境中真菌的存在是导致疾病恶化甚至死亡的众所周知的因素。高德曼及其小组正在与德国的研究人员合作,收集COVID-19患者肺部存在的真菌样本,以调查这些生物如何加重病情,以此作为制定避免和抵抗感染策略的基础。

高德曼说:“有几例COVID-19患者由于曲霉菌的伴随感染而死亡。” “我们目前从欧洲死于COVID-19的患者中分离出四种菌株,并将对其基因组进行测序以鉴定该物种,并查看它们是否受到该疾病的青睐。”

他正在寻找合作伙伴以帮助在巴西收集材料,但是样品分离程序要求严格的临床方案尚未在巴西使用,以确保卫生工作者和研究人员不会感染新型。在欧洲,针对大流行及时实施了实验方案。

伴随有COVID-19的病例和曲霉属真菌的感染证明了更多了解这些微生物的重要性。例如,烟曲霉在世界各地都有发现,并且能够在极端条件下生存,例如最高70°C的温度和营养物质的缺乏。它甚至可以从水中提取食物。

高德曼说:“我们现在已经揭示了该属的另一个特征,即杂种的形成。”

在最近发表的这项研究中,研究人员收集了十种真菌样本,这些样本主要从过敏性支气管肺曲霉病和其他疾病(例如由遗传功能受损导致免疫系统受损的慢性肉芽肿病和慢性阻塞性肺疾病)患者收集的材料中发现。包括慢性支气管炎和肺气肿。

样品在葡萄牙,比利时,美国和加拿大收集。测序证实只有三个是构巢曲霉。其中一种被鉴定为A. quadrilineatus,一种土壤真菌也能感染人类,另外六种被鉴定为A. latus,迄今为止仅在土壤和植物中发现。

演化

tus曲霉是已知的第一种引起人类疾病的杂种丝状真菌,酵母是诸如念珠菌属的那些引起念珠菌病的酵母的相对普遍的特性。A. latus的另一个奇怪特征是它是二倍体。即,它的细胞包含两组染色体,类似于所有人类细胞,除了卵细胞和精子细胞。大多数真菌是单倍体,只有一组染色体。

杂种还保留了两个亲本物种的DNA,表明融合是最近的。基因在古老的杂种或与祖先不同的物种中重组,某些基因在进化过程中丢失或改变位置。

穆勒鞋是混合鞋的著名例子。它们有63条染色体,是母马的64条和驴的62条的混合物。但是,在A. latus的情况下,父母双方的遗传材料全部保留下来。

“另一个好奇心是,它的两个亲本物种之间的遗传距离是作为智人和狐猴之间或多或少是相同的,”戈德曼说,指的是88 种 Lemuroidea的灵长类原产于马达加斯加在非洲。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。