真菌生物膜結(jié)構(gòu)影響肺病發(fā)生

近日，達(dá)特茅斯醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)表在《自然微生物學(xué)》上的一項(xiàng)研究揭示了人類(lèi)真菌病原體形成菌落的方式，以及對(duì)病原體致病能力的影響。

通過(guò)形成“生物膜”結(jié)構(gòu)，煙曲霉能夠在嚴(yán)苛的條件下生長(zhǎng)和繁殖，從而對(duì)患者的肺部造成感染。“對(duì)于健康人來(lái)說(shuō)，由于我們的免疫系統(tǒng)十分完備，使我們能夠抵抗環(huán)境中的真菌，因此大多數(shù)人不必?fù)?dān)心這種感染，”文章作者，微生物學(xué)和免疫學(xué)教授Robert Cramer博士解釋說(shuō)。

但是對(duì)于患有癌癥等疾病的患者而言，由于他們正在接受抑制其免疫系統(tǒng)的藥物或療法，免疫系統(tǒng)十分薄弱，因此這種感染可能是致命的。Cramer說(shuō)：“由于真菌在基因上與我們十分相近，因此相應(yīng)的治療藥物非常有限且伴隨極強(qiáng)的毒性”。

為此，研究人員試圖探究環(huán)境應(yīng)激因素如何影響曲霉病的疾病進(jìn)展，并找到其中的遺傳調(diào)控元件。

“我們的項(xiàng)目是基于Robb先前所做的一些工作，該研究表明真菌生長(zhǎng)的肺部病變部位氧氣稀薄”文章**作者，Cramer實(shí)驗(yàn)室的博士Caitlin Kowalski說(shuō)，“這給真菌帶來(lái)了很大的壓力，但是某些菌株在低氧（缺氧）的環(huán)境中更好地生長(zhǎng)。”

通過(guò)與加州大學(xué)河濱分校的基因組學(xué)專(zhuān)家Jason Stajich博士合作，作者開(kāi)發(fā)了一種實(shí)驗(yàn)性的誘導(dǎo)突變法，即將病原體暴露于低氧條件下，以鑒定涉及低氧適應(yīng)性的基因和機(jī)制。然后，他們篩選并鑒定出導(dǎo)致基因功能發(fā)生關(guān)鍵變化的特定突變。

Kowalski說(shuō)：“我們分離出的菌株在低氧條件下能夠更好地生長(zhǎng)，而且還能夠在小鼠感染模型中引起更嚴(yán)重的疾病。進(jìn)一步，我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)以前功能未知的基因與疾病的進(jìn)展有關(guān)，奇怪的是，該基因?qū)τ谇沟纳砗投玖](méi)有任何作用。”

通過(guò)與達(dá)特茅斯學(xué)院生物科學(xué)助理教授Carey Nadell博士合作，作者使用先進(jìn)的顯微鏡技術(shù)揭示了該菌株絲狀結(jié)構(gòu)的差異，即該基因誘導(dǎo)了細(xì)菌菌膜的形成，從而有利于其在低氧環(huán)境下生存并造成感染。

了解這些特征是為患者開(kāi)發(fā)更有效療法的重要一步。“對(duì)于這些看起來(lái)不同并引起更多炎癥的菌株，我們可能需要結(jié)合更多針對(duì)宿主的治療藥物，以減弱負(fù)面免疫反應(yīng)并讓抗真菌劑有更多的時(shí)間真正發(fā)揮作用，”作者解釋道。