真菌生物膜結構影響肺病發生

近日，達特茅斯醫學院的研究人員發表在《自然微生物學》上的一項研究揭示了人類真菌病原體形成菌落的方式，以及對病原體致病能力的影響。

通過形成“生物膜”結構，煙曲霉能夠在嚴苛的條件下生長和繁殖，從而對患者的肺部造成感染。“對于健康人來說，由于我們的免疫系統十分完備，使我們能夠抵抗環境中的真菌，因此大多數人不必擔心這種感染，”文章作者，微生物學和免疫學教授Robert Cramer博士解釋說。

但是對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的藥物或療法，免疫系統十分薄弱，因此這種感染可能是致命的。Cramer說：“由于真菌在基因上與我們十分相近，因此相應的治療藥物非常有限且伴隨極強的毒性”。

為此，研究人員試圖探究環境應激因素如何影響曲霉病的疾病進展，并找到其中的遺傳調控元件。

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

通過與加州大學河濱分校的基因組學專家Jason Stajich博士合作，作者開發了一種實驗性的誘導突變法，即將病原體暴露于低氧條件下，以鑒定涉及低氧適應性的基因和機制。然后，他們篩選并鑒定出導致基因功能發生關鍵變化的特定突變。

Kowalski說：“我們分離出的菌株在低氧條件下能夠更好地生長，而且還能夠在小鼠感染模型中引起更嚴重的疾病。進一步，我們發現了一個以前功能未知的基因與疾病的進展有關，奇怪的是，該基因對于曲霉的生理和毒力沒有任何作用。”

通過與達特茅斯學院生物科學助理教授Carey Nadell博士合作，作者使用先進的顯微鏡技術揭示了該菌株絲狀結構的差異，即該基因誘導了細菌菌膜的形成，從而有利于其在低氧環境下生存并造成感染。

了解這些特征是為患者開發更有效療法的重要一步。“對于這些看起來不同并引起更多炎癥的菌株，我們可能需要結合更多針對宿主的治療藥物，以減弱負面免疫反應并讓抗真菌劑有更多的時間真正發揮作用，”作者解釋道。