适应性策略：人类致病真菌新生隐球菌的“杀手锏”

绝大多数引发人体系统感染的致病真菌来自于环境,这些环境来源的真菌往往是条件致病菌,其毒力衍生于它们独特的生境适应策略。新生隐球菌是进化最为成功的环境真菌之一,在自然界中的分布极为广泛。而作为人类致病菌,新生隐球菌能够引发致命的隐球菌病和真菌脑膜炎,据统计全球每年由于隐球菌病死亡的人数超过60万人。近几年的研究表明,新生隐球菌的环境适应策略对其条件致病性至关重要。细胞-细胞交流、细胞形态转换和细胞异质性等重要环境适应行为在协调新生隐球菌的致病性方面都扮演了重要的角色。文章从致病菌-自然栖居环境-人类宿主三方的关系解析了新生隐球菌环境适应策略影响毒力的机制及相关进化动机,并对其潜在的研究前景和临床应用提出了一些思考。     

人类环境病原真菌的毒力和进化

侵袭性病原真菌极大威胁了人类公共健康安全。绝大多数的病原真菌来源于环境,它们与人类宿主并无共进化与共生关系,被称为环境病原真菌。该类病原真菌的致病能力可能衍生于其出色的环境适应策略,且可通过有性生殖依赖/非依赖的方式实现基因组快速进化,加速了自然界中高毒菌株和抗性菌株的产生。本文将主要以环境病原真菌的模式菌——新生隐球菌为例,阐述其复杂环境适应策略与致病力和毒力进化之间的关联,并对人类环境病原真菌的相关理论研究和临床应用提供一点思考。     

新生隐球菌细胞通讯研究进展

细胞通讯系统调控多细胞生物的细胞增殖与分化等多种基础生物学过程,也是调控单细胞生物群体或社会性行为的重要策略。新生隐球菌是一种重要的环境来源病原真菌,主要感染免疫缺陷人群,具有很高的致死率。作为环境致病真菌,新生隐球菌进化出丰富的环境适应性策略。新生隐球菌细胞呈现出高度的异质性和社会性,不同形态的细胞承载着不同生物学功能和病原学特征。越来越多的研究表明,通过细胞通讯系统调控其群体或社会性行为,既是新生隐球菌适应多变的外界环境和宿主环境的关键策略,也与其致病能力密切相关。本文介绍新生隐球菌中细胞通讯系统的研究进展及其在有性生殖、细胞形态转换、适应环境及宿主压力等社会性行为中的调控作用。     

人类环境病原真菌——新生隐球菌的社会行为

人类病原真菌代表了病原微生物一个重要类群,主要感染免疫缺陷、受损和受抑制的患者,导致很高的死亡率。绝大多数的人类病原真菌属于环境病原微生物,它们与人类宿主并无长期共同进化史以及紧密的共生关系,这类真菌被称为环境病原真菌。新生隐球菌作为环境病原真菌的模式种,每年导致约60万人死亡。与其他环境病原真菌相似,该菌的致病能力并不由宿主因素驱动,而是衍生于其对于生境压力出色的适应性策略。近几年来的研究表明,群体或社会行为可能作为一个关键环境适应策略,广泛参与新生隐球菌的感染、耐药以及有性生殖过程。本文以新生隐球菌为例,针对生物被膜以及生物被膜样群落,总结其中的群体或社会调控方式,并对其研究前景和临床应用提出了一些思考。     

新生隐球菌嗜中枢性感染机制的研究进展

新生隐球菌是临床上最重要的侵袭性病原真菌之一,可感染免疫抑制和免疫正常人群引发具有致命威胁的隐球菌性脑膜脑炎.近年来,隐球菌嗜中枢神经系统感染的机制研究取得了长足的进展,隐球菌参与侵袭中枢神经系统的相关毒力因子及多条宿主细胞应答信号通路相继被发现.     

真菌GXM生物学活性及影响因素的研究进展

葡萄糖醛酸木糖甘露聚糖(GXM)是新生隐球菌(C.neoformans)荚膜的主要成分,经研究发现GXM也存在于毛孢子菌中,是阿萨希毛孢子菌(T.asahii)细胞壁的重要组成成分,与真菌的毒力和致病性密切相关。本文介绍了真菌GXM的生物学活性与影响因素,为真菌的检测及临床致病性研究提供理论依据。     

新生隐球菌半胱氨酸转运蛋白Mup1鉴定及其表达调控研究

【目的】鉴定新生隐球菌(Cryptococcus neoformans)的半胱氨酸转运蛋白及其对致病性的影响。【方法】构建候选基因敲除株,检测突变株以半胱氨酸为唯一硫源的生长情况;检测半胱氨酸转运蛋白Mup1对新生隐球菌毒力因子表达和不同胁迫条件下生长的影响;通过新生隐球菌大蜡螟(Galleria mellonella)和小鼠感染模型分析Mup1对致病性的影响;通过转录组分析和酵母单杂交研究硫代谢核心转录因子Cys3与Mup1的调控关系。【结果】Mup1具有转运半胱氨酸、胱氨酸、胱硫醚和同型半胱氨酸的能力。基因MUP1缺失不影响毒力因子表达和细胞对应激的反应。大蜡螟和小鼠隐球菌感染模型表明Mup1对新生隐球菌的致病性无显著影响。转录组分析和酵母单杂交实验显示Cys3可能间接调控MUP1的转录。【结论】新生隐球菌Mup1具有转运半胱氨酸、胱氨酸、胱硫醚和同型半胱氨酸的功能,但不影响致病性,基因转录可能受Cys3的间接调控。     

新生隐球菌感染与细胞因子的相互关系

新生隐球菌是重要的条件致病真菌,可导致免疫抑制患者产生致命的新生隐球菌性脑膜炎;继而在脑部损伤部位有多种细胞因子的表达和炎症细胞的浸润,形成了一个细胞因子网络,介导一系列致病机制和防御机制的产生。为明确细胞因子与新生隐球菌在致病和防御过程中的相互作用,本文就新生隐球菌与细胞因子的关系进行综述。     

浆细胞样树突状细胞在宿主抵御隐球菌肺部感染中的作用及机制研究进展

肺隐球菌病是由隐球菌感染引起的常见真菌病,由于症状的非特异性,临床上诊断较为困难。作为条件致病性真菌感染,肺隐球菌病的结局主要与宿主免疫力有关。目前肺隐球菌病免疫学发病机制研究主要局限在T细胞和巨噬细胞。近年研究表明,作为树突状细胞亚群之一的浆细胞样树突细胞,由于其激活后可以产生大量的I型干扰素并活化相关的T细胞,所以在机体抵抗病毒和细菌免疫中发挥着重要的作用。但是浆细胞样树突细胞在真菌病,尤其是在隐球菌病的发生发展中发挥的作用尚不明确。本文将介绍肺隐球菌病的临床表现、诊治及T细胞和巨噬细胞在肺隐球菌病中的免疫机制,并通过介绍肺隐球菌病和浆细胞样树突细胞及二者之间已有报道的联系,初步阐述浆细胞样树突细胞在肺隐球菌病免疫学发病机制中的相关作用。     

新生隐球菌毒性因子研究进展

新生隐球菌为环境中的真菌,是引起免疫损伤患者脑膜脑炎的主要病原体。新生隐球菌有毒株能够快速适应宿主环境的诸多变化,改变基因/蛋白的表达,利用多种策略在宿主防御和治疗药物的压力下可塑性地适应和生存,并在宿主不同的组织器官中顽强生存,某些免疫系统完好的宿主也不能幸免。新生隐球菌应用伪装躲避识别、逃避固有免疫和适应性免疫应答、改变细胞内转运等手段使病原体穿越天然屏障在脑中生长/持续感染。了解其中的毒性因子在持续感染中的作用,有助于揭示新生隐球菌的致病机理。     

肝移植后播散性隐球菌病1例及其实验研究

目的播散性隐球菌病临床及实验研究。方法患者女,47岁,肝移植术后2 d,面部、肩部、四肢皮肤出现多发溃疡,伴昏迷。通过脑计算机断层扫描、皮损组织病理检查、PAS染色、皮损组织真菌培养及激光俘获显微切割结合PCR扩增序列分析确诊,并对获得菌株进行尿素酶试验、API试验、PCR扩增测序等实验研究。结果皮损组织病理可见大量圆形和椭圆形菌体,PAS染色阳性。血液和脑脊液真菌镜检均为阴性。皮损组织真菌培养可见酵母样菌落生长,菌株尿素酶试验阳性,API试验鉴定为新生隐球菌。ITS区序列分析鉴定为新生隐球菌grub ii变种。激光俘获显微切割结合PCR扩增,序列分析与培养获得的菌株直接PCR扩增后序列分析结果一致。脑脊液特异性隐球菌抗原（＋＋）,血液特异性隐球菌抗原（＋＋＋＋）。脑CT显示为多发结节灶。依据临床及实验室检查确诊为播散性隐球菌病,致病菌为新生隐球菌grubii变种。结论通过对该病例的深入研究,为临床明确诊断播散性隐球菌病奠定基础,确立了显微切割技术在皮肤真菌感染中的应用价值。     

新生隐球菌的荚膜多糖合成研究进展

新生隐球菌是一重要的致病真菌,其细胞壁外层的多糖荚膜是第1个被公认的新生隐球菌毒性因子。本文总结了在荚膜生理和生化合成方面的研究进展,介绍了研究新生隐球菌荚膜合成的常用方法以及在新生隐球菌的荚膜代谢途径、生化合成酶、分泌、组装和调节这些广泛的研究领域存在的许多未解决的问题。     

格特隐球菌病暴发流行机制的研究进展

目前已证实, 格特隐球菌病可暴发流行。近10 年来, 在加拿大温哥华岛暴发的格特隐球菌病发病率显著高于其他地区, 且大部分感染者免疫力正常, 该致病菌已蔓延至周边地区。本文就格特隐球菌病暴发流行机制, 包括致病菌的分子流行病学分析、可能来源、毒力分析和播散机制进行综述。     

新生隐球菌一个新的产孢相关蛋白Srp1的鉴定与功能分析

【目的】研究产孢相关蛋白Srp1在新生隐球菌有性产孢和致病性中的作用及机理。【方法】采用基因枪转化技术构建新生隐球菌SRP1基因缺失突变体及其互补菌株,并通过小鼠致病性实验和菌株交配实验检测Srp1在新生隐球菌有性产孢和致病性中的作用。【结果】与野生型菌株相比,srp1Δ突变体小鼠致病性无差异;srp1Δ突变体能够交配并形成双核菌丝,但丧失产生担孢子的能力;初步机理分析表明srp1Δ突变体交配后其减数分裂过程被阻断,从而导致srp1Δ突变体不能产生担孢子。【结论】产孢相关蛋白Srp1不影响新生隐球菌的致病性,但可通过调控减数分裂过程影响新生隐球菌的有性生殖。     

扁桃酸代谢对新生隐球菌毒力作用的探讨

目的探讨扁桃酸代谢对新生隐球菌毒力作用的影响。方法采用套叠PCR方法,构建扁桃酸消旋酶、扁桃酸脱氢酶及过氧化氢铜胺氧化酶基因重组片段,利用基因枪将重组片段转入新生隐球菌JEC21,应用PCR筛选、DNA测序等方法对阳性克隆子进行筛选与鉴定。体外观察并检测突变菌株对多种应激条件的应答反应。结果成功构建了新生隐球菌JEC21扁桃酸消旋酶、扁桃酸脱氢酶及过氧化氢铜胺氧化酶的基因缺陷菌株(mreΔ,lmdΔ,pcaoΔ),发现缺陷菌株mreΔ对于毒力功能影响不大,pcaoΔ、lmdΔ在高温、高渗、氧化应激等方面毒力减退,而黑色素分泌增加。结论扁桃酸代谢参与介导新生隐球菌毒力作用的调控,但其具体机制有待于进一步的研究探讨。     

新生隐球菌荚膜研究现状

新生隐球菌是一种专性需氧条件致病菌,它的细胞壁外包绕着一个多糖荚膜,是其主要毒性因子之一。荚膜主要包含两种多糖-葡萄糖醛酸木糖和半乳糖甘露聚糖,此外还有少部分的甘露糖蛋白。这些多糖分子除构成多糖荚膜外,同时也参与新生隐球菌与宿主之间的免疫反应。该文对新生隐球菌荚膜的结构、生物合成、免疫反应及针对荚膜的抗真菌治疗等方面作一综述,旨在为新生隐球菌相关疾病的研究提供新的思路。     

新生隐球菌感染流行病学现状及耐药机制相关研究进展

新生隐球菌是一种广泛存在于环境中的酵母类真菌,主要侵犯中枢神经系统引起隐球菌性脑膜炎。HIV感染是导致隐球菌感染的主要危险因素之一,但近年来关于非HIV患者隐球菌感染的报道不断增加。体外药敏试验证实大部分新生隐球菌对棘白菌素类药物具有内在抗性。两性霉素B和氟康唑是用于隐球菌感染治疗的一线药物,而长期广泛用药引起新生隐球菌对氟康唑的耐药率逐年升高,患者临床治疗失败率居高不下。为进一步加深对新生隐球菌的认识,本文结合国内外流行病学报道及相关研究,从感染现状、生物学特征、诊治方法和耐药性等方面进行综述,以期为新生隐球菌性脑膜炎的临床诊治提供参考。     

几丁质合酶在人类致病真菌中的研究进展

抑制真菌细胞壁的合成常作为防治真菌感染的安全有效手段。几丁质是真菌细胞壁及隔膜的重要结构成分，几丁质合酶是催化几丁质合成的关键酶。真菌细胞中几丁质合酶家族的不同成员在调控几丁质的合成中存在着差异，因此产生不同的生物学效应。本文通过综述几丁质合酶在人体三大条件致病真菌白色念珠菌、烟曲霉、新生隐球菌中的研究进展，分析了几丁质合酶对真菌致病性影响的机制，总结了几丁质合酶调控真菌细胞增殖、形态转换、病原菌与宿主的相互作用和细胞壁损伤诱导的补偿效应，展望了抗真菌感染的新策略及关于真菌几丁质合酶的未来研究方向。     

条件启动子pCTR4在隐球菌基因表达调控中的应用

目的通过条件启动子pCTR4的质粒构建以及其在新生隐球菌中的同源置换,研究其在隐球菌基因表达调控中的应用。方法应用套叠PCR,构建含报告基因NEO的铜离子抑制性启动子质粒pNEO/CTR4和启动子同源重组框,并利用基因枪将其转化入新生隐球菌感受态细胞,常规及实时定量PCR检测条件启动子对目的基因的转录调控效应。结果成功构建了质粒pNEO/CTR和隐球菌条件启动子重建菌株,条件启动子pCTR4对目的基因具有预期的转录诱导和抑制效果。结论新建铜离子抑制性启动子质粒pNEO/CTR4可以应用于对隐球菌目的基因表达水平的调控;隐球菌泛素编码基因UBI 1并非致死性关键基因。我们的研究为今后新生隐球菌泛素系统的分子致病机制研究奠定了基础。