對真菌感染的調查揭示了苗族的遺傳易感性

麥迪遜 - 十年前，在威斯康星州的馬拉松縣，有55人患上了一種名為芽生菌病的罕見真菌感染。30名患者住院治療。兩個人死了。

真菌Blastomyces dermatitidis天然存在于濕潤的土壤中，在整個五大湖地區和密西西比河谷分解木材，可引起流感樣疾病，嚴重時還會導致死亡。威斯康星州是該病發病率最高的國家之一，該州定期發生多達100例病例。

考慮到馬拉松縣爆發的規模，該州要求美國疾病控制和預防中心幫助啟動調查 - 不同尋常的是，20名感染真菌的病人是苗族血統。調查人員發現，與美國其他群體相比，亞洲人患芽孢菌病的風險更大，他們排除了生活方式的解釋，例如園藝和娛樂。

現在，由威斯康星大學麥迪遜分校的研究人員Caitlin Pepperell和Bruce Klein領導的一項新研究已經確定了苗族人群中特定的遺傳易感性，使他們更容易感染致病真菌。

“我們對此感到震驚，因為它之前沒有被描述過......基于單獨的人口數量，人們的預期比人們預期的高出10到100倍，”傳染病醫師兼兒科學教授克萊因說。威斯康星大學醫學與公共衛生學院(SMPH)的醫學，醫學微生物學和免疫學。“這真的是一個圣杯問題 - 為什么有些人更容易受到傷害，這是什么原因?”

了解這些脆弱性對患者來說非常重要，Pepperell說，他也是傳染病醫生，也是SMPH的醫學和醫學微生物學和免疫學副教授，因為它可以幫助醫生做出更明智，更及時的治療決策。風險更高。

“不幸的是，一個真正典型的芽生菌病病例是因為它是一種(相對)罕見的疾病而長期推遲診斷，因為人們不熟悉它，”Pepperell說。對待早期的人，他們的結果越好。

在最近發表在開放獲取期刊mBio上的研究開始時，Pepperell推測威斯康星州的苗族人“經歷了一系列長期的強迫遷移和遷徙”，可能比其他群體更具遺傳性，因此較少的遺傳變異使他們對抗某些疾病。

那是因為我們遺傳的每個基因都成對存在，稱為等位基因 - 我們從每個父母那里得到一個副本。具有兩個不同的等位基因產生變異，但是在遺傳分離的組中通常是這種情況，等位基因也可以是相同的或純合的。遺傳一個基因和一個壞的一個好副本的人仍然有一些保護免受其影響，而一個人獲得兩個壞副本更容易受到影響。

“許多引起疾病的變種都是純合的，”Pepperell解釋說。

在她的前研究生，共同作者Donny Xiong的幫助下，研究小組獲得了九名受影響的苗族患者的同意，以收集血液并檢查他們的細胞。

Pepperell和她的研究生，研究合著者Mary O'Neill，在苗族參與者的基因組中尋找長期的純合子。他們在一個已知對真菌免疫反應很重要的區域發現它們。

在該區域內有免疫元素的基因，稱為細胞因子白細胞介素-6(IL-6)，它有助于導致另一種稱為白細胞介素-17(IL-17)的免疫應答的發展，參與教導身體對抗真菌感染。研究小組發現，苗族人的細胞產生的IL-6比歐洲捐贈者的細胞少。

產生IL-17的特化細胞，稱為17型細胞因子T輔助細胞(TH17)，“在身體的粘膜表面巡邏，對于警報(身體的)一線防御很重要，”Klein解釋說。“他們充當了騎兵并且是入侵者。”

克萊因的研究小組之前在老鼠身上發現，TH17細胞對于應對真菌入侵者特別重要，而IL-6對其創造至關重要。該研究結果向研究人員表明，產生較少IL-6的苗族人可能有較少的TH17細胞，因此IL-17較少。

因此，Klein的團隊回到小鼠模型，發現缺乏IL-6的小鼠TH17細胞明顯少于正常小鼠，極易受到Blastomyces感染，經歷進行性疾病，并且很快就死亡。

研究人員還發現，與其他更常見的真菌白色念珠菌感染相比，苗族供體細胞產生的IL-17顯著低于歐洲人。兩組之前更有可能接觸過這種真菌 - 它是鵝口瘡和常見的陰道酵母感染的原因。

Klein和Pepperell繼續研究Blastomyces的遺傳易感性，Blastomyces是七個特別致病性真菌家族的一部分，除非它們的孢子被吸入并在肺部停留，否則它們是無害的。Pepperell對“縮小”感興趣，看看其他基因在苗族人中是否可能有所不同，因為這項研究專門針對免疫相關基因，可能會忽略更多的大局。

對于克萊因來說，這項工作“非常令人滿意”。自1981年以來，他一直在威斯康星州研究芽生菌病，首先是作為疾病預防控制中心流行病情報局的實習生，長期與已故的州流行病學家杰夫戴維斯一起工作，后者于去年去世。他們一起幫助威斯康星州成為**個將其作為法律上可報告的傳染病的州。

克萊因說：“就像這種真菌一樣，'與之搏斗'。”他贊賞這些研究結果不僅對個體患者，而且對公共衛生的影響更廣泛。它還有助于為未來奠定基礎，特別是由于威斯康星大學麥迪遜分校建立了SMPH人類基因組學和精準醫學中心的計劃。

“這是威斯康星州理念的一個很好的例子，”克萊因說。“這是我們應該做的事情 - 國家和大學為了公共衛生和威斯康星州人民共同努力。”