Candida Auris:酵母抗性的途径
亚历山大·洛伦茨博士和他的团队正在研究这种病原体是如何寄生并感染人类的,并发现其抗真菌抗性的关键。
十多年前,C. Auris.首次在一名日本患者的耳道中发现。今天,这种新出现的病原体被认为是医院获得性真菌感染的主要原因,也是人类已知的最耐药的酵母之一。目前,超过90%的菌株对氟康唑(治疗念珠菌感染的主要抗真菌药物)有耐药性,许多菌株对三种主要抗真菌药物中的一种以上有耐药性。作为一个结果,C. Auris.很难从重症监护室治疗和根除。事实上,血液感染的死亡率高达50%,美国、欧盟和英国卫生当局已经发布了临床警报。
尽管其临床意义重大,但关于酵母来自哪里,以及它如何能够在人类中殖民和感染,我们知之甚少。研究人员还没有进行分离C. Auris.在医院外,酵母从东亚,南亚,南非和南美洲的诊所辐射到中东,澳大利亚,北美,大陆和英国。此外,关于真菌的一般生物学和生命周期的信息仍然难以实现,使诊所的病原体的正确鉴定和治疗更加困难。
现在,阿伯丁大学研究员亚历山大Lorenz博士和他的团队正在学习C. Auris.看看分离物之间的遗传多样性如何驱动毒力和耐药性。
拖(染色体)甲板
真菌病原体如Cryptococcus neoformans.,白色念珠菌和C. lusitaniae.的近亲C. Auris.他们通常会重新配置染色体,以帮助自己适应压力大的环境。很显然,C. Auris.也是如此。在测试了来自四个地理“震中”的26个临床分离株后,Lorenz和他的团队发现,即使是最密切相关的菌株也有不同的染色体数目,东亚菌株有5到7条染色体,而南亚菌株有6到7条染色体,尽管它们共享相对统一的DNA序列。它们差异的关键,至少部分在于DNA的稳定性——或者更确切地说,是它的不稳定性。根据洛伦茨的说法,在1到4条染色体之间有一种被称为核糖体DNA (rDNA)的基因的重复拷贝,这种基因在其他酵母中已经被证明是易挥发的。事实上,这些“rDNA重复”通常与总体染色体重排有关——导致了遗传多样性的增加,基因表达的改变和对挑战性环境的潜在适应。
只要这些染色体重排可以是有用的,洛伦兹和他的团队就会使四种临床菌株(来自不同的地理热点)进行热量,渗透和遗传毒性。诱发渗透压力,研究人员暴露C. Auris.变成了高浓度的山梨糖。渗透胁迫是由于细胞暴露在高浓度的糖或盐中而引起的水通过细胞壁(或细胞膜)运动的突然变化。细胞可以通过应激反应机制来适应这种情况。这个过程模拟了用棘白菌素型抗真菌剂处理酵母的结果,它阻止了细胞壁的合成。与此同时,基因毒性应激是通过使用一种减少DNA复制所需的核苷酸数量的化学物质来实现的。最后,真菌在42°C的高温下生长产生了热应激。
自[2009]以来,多药抗性真菌已成为“主要的医疗保健威胁”,并在全球范围内发生医院爆发。
在所有情况下,染色体出现,消失或改变尺寸,频率和改变类型根据所用的应变和条件而不同。然而,很少的修改 - 主要是东亚和南美菌株的修改 - 实际上导致增长改善。但是值得注意的是,他们也没有妨碍可行性或增长。
这在南非菌株中尤其引人注目,在高温胁迫下,该菌株在将其基因组从7个染色体合并到3个染色体后继续增长。研究人员称,酵母可能是通过端到端连接染色体或将其染色体分离并与其他染色体融合来实现这一目标的。这种剧烈的变化可以提供适应的机会,而不是浪费细胞的生存能力C. Auris.研究人员补充道。
选择的技巧
染色体洗牌不是唯一的自适应伎俩C. Auris.的袖子。致病性酵母布满了转运蛋白,能够将抗真菌药物泵出细胞。这些蛋白质在抗真菌物质如唑和多烯的存在下更频繁地表达,增强了酵母对这些有害化合物的防御能力。
另外,在某些基因毒性条件下,许多C. Auris.菌株能够形成称为假海豚的长丝。虽然数据不足以证实假鼠在毒力中的作用C. Auris.在其他真菌中,丝状生长已被证明在寄主-病原体附着和疾病发展中发挥重要作用。与具有可塑性和适应性的基因组相结合C. Auris.,这种能力可以允许临床分离物在发病机制过程中利用丝状生长。
尽管拥有相对一致的DNA序列,但即使是关系最密切的菌株也有不同的染色体数目。
研究人员摊牌
而C. Auris.已经证明自己是一个可怕的和“神秘的”有机体,Lorenz和他的团队找到了一种潜在的反击方法——至少在临床上是这样。然而,研究人员使用的不是一种抗真菌药物,而是另一种真菌。当与C. Auris.,捕食性酵母,酵母属schoenii它使用特殊的矛状结构攻击并杀死狱友。在六个小时之内,S. Schoenii.已被淘汰了34%C. Auris.,虽然几乎没有C. Auris.细胞在单独培养时死亡。重要的是,耐药形式C. Auris.仍然容易受到捕食者的影响。结果制作S. Schoenii.这是一种很有前途的生物防治方法。
下一个步骤
自发现以来的11年,C. Auris.它被认为是医院获得性真菌感染的最大原因之一,也是科学界已知的最耐药的酵母之一。尽管这种真菌在全球流行且具有危险性,但人们对它的来源、它如何感染人类以及它如何产生抗真菌耐药性知之甚少。为了帮助填补这些知识空白,洛伦茨和他的团队一直在进行研究
C. Auris.-探索其适应性、基因组结构、毒性因子,甚至在临床上对抗真菌的方法。他们已经取得了相当大的进展,但关于这种神秘的有机体,仍有很多东西需要了解,包括它的一般生物学、生命周期、对其基因组可塑性的额外贡献,以及如何在患者中击败酵母。
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