酵母菌感染事件之谜

科普中国-科技前沿大师谈 2016-09-12

   

  撰文:珍妮弗•弗雷泽(Jennifer Frazer)

  本文作者珍妮弗•弗雷泽是一位自由科学作家,也是《科学美国人》网站上“奇妙的阿米巴”博客的博主。她也为《自然》杂志、Grist 杂志和《高乡新闻》(High Country News)撰稿。曾获得美国科学促进会科学新闻奖。

  翻译:陈昌斌 黄新华

   

  格特隐球菌的暴发

  2001年,人们在加拿大不列颠哥伦比亚省温哥华岛(Vancouver Island)的东南海岸发现了一具海豚尸体,其肺部严重肿胀并充满酵母菌,几乎没有空间可以容纳空气。而后的调查发现,该地区的猫和狗等其他动物也都出 现了呼吸困难的症状。与此同时,一些住在岛上但离海边较远的人也开始出现一种未知的呼吸道疾病。患者持续咳嗽,体能逐渐下降,并伴有严重的失眠。组织活检 最终证明这种疾病的罪魁祸首不是癌症,而是酵母菌。

  造成这些动物和人类患者被感染的元凶是一种叫做格特隐球菌(Cryptococcus gattii)的病原体。而此前,没有人知道这种真菌的来源及存活年代,以及该真菌可能会传播到什么地方去,这种情况的发生的确值得关注。

  此前,人们普遍认为人体具有强大的免疫系统,而大多数真菌难以耐受人体较高的体温,因此真菌最多只会引起皮肤感染而不会导致更严重的疾病。但格特隐 球菌却不一样。在它出现在温哥华岛之前,虽然曾在其他地方偶尔引发疾病,但从未引起大规模爆发。流行病学专家埃莱妮·加拉尼介绍说,从疫情暴发到2012 年底结束期间,该地区共有337人被感染,其中2/3的患者是岛上的居民。

  大约从2005年起,美国西北太平洋南部地区的人们开始感染格特隐球菌,至少100人被感染。格特隐球菌感染事件给人们提出警示:如今健康人并不能对新出现的致病真菌具有绝对的免疫力。

  真菌暴发之谜

  格特隐球菌在加拿大不列颠哥伦比亚省和美国西北部地区已经生活了多长时间?它们从哪里来?是什么原因导致它们突然开始大规模感染人类?研究人员通过分析它们的DNA发现了一些线索。

  据介绍,遗传研究表明这种真菌可能在1999年之前的几十年间就已经在温哥华岛附近的区域出现了。温哥华岛上90%的感染病例都是由VGIIa型格 特隐球菌菌株导致的,其DNA序列与1971年提取自美国西雅图的一位男性患者的菌株很相似——30个DNA片段的序列完全一致。另一种格特隐球菌菌株的 DNA序列类型是VGIIb型。研究人员后来意识到,在上文提到的温哥华岛感染事件中,VGIIb型菌株和VGIIa型菌株都是肇事者。

  科学家对这些菌株的最初来源提出了多种设想。不过至少有一个线索可以告诉我们这些真菌在西北太平洋地区生活了多长时间。一种真菌如果长期在一个地方 生活,它在遗传特征上可能会产生多种不同的类型。而导致北美地区感染暴发的格特隐球菌的3种类型(即VGIIa型、VGIIb型和VGIIc型)属于同一 个无性繁殖系,遗传背景非常相似。因此,研究人员认为这些真菌很可能只是在50年前、70年前或100年前才被带到这里。

  如果研究人员的推测是真,那为什么格特隐球菌在数十年的存活期间一直没有暴发,却在最近开始导致大量感染事件?研究人员认为气候变化可能是其中一个 原因。温哥华岛的平均温度在过去40年间上升了1~2℃,而喜欢温暖环境的病原真菌可能会将栖息地延伸到先前并不适宜的环境中。同时,更炎热的气候可能会 促使其他真菌演化出耐受更高温度的能力,从而以更快的速度适应人体的体温并生存、繁殖。

   

  如何对抗真菌?

  尽管人类活动改变了气候,也让更多真菌有了更好的生存环境,但我们也可以采取相关措施,让更多的人了解真菌肆虐的现实情况,例如改进对真菌感染疾病的监测和诊断措施等。

  另一道抵御真菌感染的防线是加强对动植物的生物安全性防护。由于感染人体的病原微生物通常生活在土壤和植物中,因此,各国海关加强对此类物品的监督不仅能防止致病真菌的入侵,还能降低不同真菌杂交产生新的致病菌株的风险。受此真菌感染的各地区也应投入更多资金以开发新的抗真菌药物并改进现有的抗真菌药物。

责任编辑:李阳阳

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