蔓延至人体的“更毒霉菌”…对药物无效的突变体进化
中国科学院微生物研究团队在国际期刊发表论文
高温条件下培养菌株时快速产生突变
有中国研究结果显示,随着全球变暖使地球日益升温,“霉菌(真菌)”正在发生突变并向危险方向进化。
据22日外媒等报道,中国科学院微生物学研究团队近日在国际学术期刊《自然·微生物学》上发表论文称,对在中国引发疾病的真菌(Fungi)进行分析后发现,在30℃以上高温条件下培养真菌,会以远高于以往的速度产生突变。中国科学院被视为中国基础科学领域最高水平的学术机构,具有高度公信力。
真菌自身不能制造养分,只能附着在其他生物体或有机物上寄生,其中一部分还会引发传染病。迄今为止,人们普遍认为霉菌主要侵染植物,对包括人类在内的哺乳动物的影响小于细菌或病毒。这是因为霉菌难以耐受人类较高的体温,而且人类的免疫系统已经进化到能够较好地阻挡霉菌入侵。
然而,近来国际微生物学界陆续报告此前从未见过的新型真菌感染病例,引发警戒。学术期刊《科学》指出:“过去几十年间,感染人类免疫缺陷病毒(HIV,获得性免疫缺陷综合征的致病原因)导致免疫力下降的人数增加,以及因癌症治疗而长期使用免疫抑制剂、免疫系统处于弱化状态的人也越来越多”,“由此导致真菌感染病例也随之增多。”美国杜克大学微生物学家 Ashiya Gusa 在接受《科学》采访时表示:“近期在人类身上发现的部分真菌感染性疾病,已经对药物产生了耐药性。”
在中国科学院研究团队此次研究中,甚至发现了在与人体正常体温(35.6~37.2℃)相当的温暖环境下也不会死亡的霉菌。研究团队收集了2009年至2019年间中国全国96家医院就诊患者的数据,对数以千计的真菌菌株进行分析,检出了一种此前从未发现过的新菌种——Rhodosporidiobolus fluvialis。此外,在2013年和2016年两名因重症基础疾病去世的患者身上也发现了这种霉菌。2013年去世的患者是南京一名61岁男性,2016年去世的患者是天津一名85岁女性。从他们血液中分离出的菌株对标准抗真菌药物“氟康唑”和“卡泊芬净”均具有耐药性。
研究人员将这种霉菌注入免疫系统被削弱的实验鼠体内后发现,在37℃高温下培养时,其突变发生速度比在25℃培养时快21倍。当把在37℃培养的霉菌暴露于抗真菌药物“两性霉素B”时,其产生耐药性的速度远高于对照组。这意味着,今后可能会出现以现有抗生素几乎无法治疗、耐药性极强的真菌。
英国曼彻斯特大学传染病研究人员 David Denning 称这是“令人震惊且完全出乎意料的发现”,并表示“对未来而言是一个不祥之兆”。美国约翰斯·霍普金斯大学微生物学家 Arturo Casadevall 则表示:“如果真菌会对哺乳动物的体温作出反应而进化,那么它也可能会随着地球温度的变化而发生改变”,“在高温环境中适应下来的霉菌,将对生物体的攻击性以及对药物的耐药性都会增强。”他对此表示担忧。
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