真菌在我们中间:朋友和敌人

在生命之树,真菌分类在自己的王国。他们不同于细菌、植物或动物。“真菌”在拉丁文意味着蘑菇。这就是为什么我们倾向于认为我们当中只有蘑菇的真菌。然而,真菌王国非常多样化,有成千上万的真菌,我们发现只有当我们深入了解微生物世界,生物在哪里那么小,他们只能在显微镜下看到。显微镜下的真菌有许多不同的形状和形式(图1到处都可以找到),在自然界中,像在土壤或生物。他们在我们的生活中扮演着许多重要的角色,如分解有机物质在堆肥堆或使植物营养素。数千年来,我们一直使用真菌生产食品和饮料像面包、奶酪、酱油、啤酒。真菌也用于制造抗生素青霉素,杀死细菌,生产柠檬酸,使果汁和苏打水一个不和谐的音符。

一些真菌甚至住在我们的身体。一起10000多其他微生物物种中发现我们的内脏和皮肤真菌构成我们微生物群。微生物群由数以百万计的栖息在人体无害的微生物。通常我们幸福地生活在一起。我们可以接触到其他真菌从环境中呼吸,为例。但是我们几乎从来没有注意到他们,粘液覆盖我们的航空公司通常清理出来。然而,有时并非如此:两种类型的真菌的生活在我们内心和谐和环境引起的各种感染。

有趣的是,只有几百真菌物种的近500万生活在地球上能引起人类感染(1]。相比之下,大约50000种真菌感染昆虫。为什么人类如此之低的电话号码?首先,相对较高,总是稳定体温~ 37°C他们远离我。大多数真菌支持更低温度(2]。其次,大多数真菌被人体免疫系统成功地击退,这工作做得很好时消除真菌感染健康的人。

真菌会引起一系列的感染人类,从下功夫致命。我们几乎没有注意到的真菌会导致头皮屑,例如。这个条件是讨厌和尴尬,但很少造成伤害我们。其他真菌会引起威胁生命的感染,关闭整个身体。通常,不安或有缺陷的免疫系统,如接受癌症治疗的患者,器官移植受者,或老年人,受害最深。这种感染是极难治疗。

真菌是最危险的和他们如何使我们生病吗?

隐球菌

隐球菌物种,特别是新型隐球菌对人类的命门。通常,这种真菌生活在全球植物或动物。例如,鸽子,有很多新型隐球菌在他们的粪便,虽然这并没有打扰他们,它可以打扰我们。灰尘从鸽子粪便传播,我们呼吸的空气。在健康的人,如果隐球菌进入肺部被免疫系统,但在免疫缺陷的人可以生存,成长,和身体的其他部位,如大脑。如果不及时治疗,可导致死亡(3]。

假丝酵母

假丝酵母物种,特别是一个叫白色念珠菌是最常见的真菌,引起人类疾病。白色念珠菌通常是我们微生物群的一部分,但是,如果有机会,反对我们。白念珠菌可能会导致皮肤感染或嘴,甚至可以进入血液,导致危及生命的血液感染叫什么脓毒症。假丝酵母细胞从一个圆形的形状可以改变成丝称为菌丝体。菌丝可以很容易地深入组织生长或形成复杂的结构,可以抵御免疫系统的攻击或药物治疗。科学家做了很多的研究找出允许假丝酵母从一种形式转换到另一个,因为开关新药(可能是一个潜在的目标3]。

模具

模具通常生活在土壤和死亡,腐烂的物质。他们生产菌丝体与成千上万的微小孢子在上面。这些孢子作为种子可以用来繁殖或承受恶劣的条件。孢子很容易通过空气传播,进入我们的肺呼吸。正如上面提到的,这通常是有问题的免疫系统弱的人。最重要的模具,导致疾病曲霉属真菌物种,主要来自烟曲霉属真菌,毛霉菌目物种根霉,Lichtheimia,毛霉菌。肺的脆弱的人,来自烟曲霉属真菌真菌孢子可以成长为一个成熟,进入血液中,并扩散到身体造成严重,并常常致命的感染称为侵袭性曲霉病。毛霉菌目物种感染引起类似的课程:一旦在体内可以突破免疫障碍,传播,成为潜在的致命。毛霉菌目是抵制许多药物快速增长的真菌,所以立即诊断和治疗是必要的3,4]。

抗真菌药物对抗真菌吗?

在细胞水平上,我们有很多共同点和真菌。所以,物质很可能针对真菌也可以伤害我们。因此,它是很难设计药物,只杀死真菌。任何潜在的抗真菌药物必须通过对人体细胞毒性测试等严格的测试,以确保它们是安全的供人类使用。

到目前为止,只有三个fungus-specific脆弱点的目标药物(图2)。首先是细胞膜。真菌细胞的细胞膜有特定类型的脂肪麦角固醇,这仅仅是由真菌细胞产生。没有麦角固醇真菌无法生存。两种抗真菌药物成功目标这个分子:两性霉素B目标麦角固醇本身,而药物唑类干扰生产。两性霉素B仅被用作药物的杀手锏,因为它有点有毒的人类细胞。

根除真菌的另一种方法是用一种叫做结合氟胞嘧啶使用的物质,为真菌生存目标必不可少的过程,如DNA和建筑的蛋白质的生产。但是这种药也泄漏进入人类细胞和有许多严重的副作用。这种药物是主要结合两性霉素B和仅用于非常严重的情况下。

第三个目标是真菌细胞壁的药物。与人类细胞,真菌细胞包围着一个厚壁由一种物质叫几丁质,以及糖和蛋白质。类的药物称为echinocandins干扰的糖分子葡聚糖,一个重要的细胞壁的砖。Echinocandins对于人类来说都是非常安全的,但他们的工作只有当将其注射到血液中,这不是非常实用。

所以,只有三种类型的药物,都有一些缺点,医生正面临着一个问题选择最有效和安全的治疗真菌感染。因此,迫切需要找到新的目标和治疗这些感染的策略(5]。

新的抗真菌治疗

抗耐药菌的一种方法是将一些药物。用这种方法治疗可能更强大。这已经努力对抗其他致命的疾病。结合两种抗真菌药物也成功了隐球菌感染(5]。其他尝试旨在抑制这些真菌感染的性质。但如果我们可以防止人类真菌感染呢?我们可以保持我们的免疫系统健康保护自己,或者通过接种疫苗。虽然有许多疫苗病毒和细菌,没有疫苗可以保护我们免受真菌疾病。幸运的是,许多试图设计疫苗真菌感染在进步。

结论

即使我们的体温和强大的免疫系统使感染,真菌还能让我们伤害(图3)。患者免疫系统薄弱尤其容易侵入性真菌感染。风险的患者数量不断增加。同时,治疗这些感染是复杂的,因为数量有限的药物和耐药真菌物种的增加。医生迫切需要更多的安全有效的药物对抗真菌感染。真菌不仅是危险的对于人类:植物,昆虫,和冷血动物也喜欢鱼和两栖动物感染。例如,真菌壶菌已经引起全世界超过100只青蛙物种的灭绝(1]。因此,研究人员必须继续工作来找出更多关于真菌引起感染和如何对抗这些有潜在危险的生物。

术语表

微生物群:↑所有的数以百万计的栖息在人体无害的微生物。

脓毒症:↑最严重的感染,通常会导致器官衰竭和死亡。

菌丝体:↑Thread-shaped真菌的细胞。

孢子:↑圆形真菌繁殖单位,类似于种子,成长为一个成熟的菌丝体。

麦角固醇:↑脂肪细胞膜中发现的一种真菌。麦角固醇提供类似功能的胆固醇是人体细胞。

几丁质:↑一个糖的主要真菌细胞壁的一部分。甲壳素也形成了昆虫和其他节肢动物的外骨骼。

葡聚糖:↑一个复杂的糖分子组成真菌细胞壁,围绕细胞结构层,并提供支持和保护。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

确认

我们感谢我们的同事毅力沃尔特从国家参考中心为侵入性真菌感染和阿米莉亚从莱布尼茨理发师天然产品研究所和感染Biology-Hans诺尔学院为我们提供的图片新型隐球菌和来自烟曲霉属真菌,分别。特别感谢年轻的房子评论家鲍里斯·b·Tsenov洞察力的评论和帮助在图设计。这项工作是支持的联邦教育和研究(BMBF 03 z22jn11和01 eo1502) SV。

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引用

[1]↑科勒,j . R。,Hube B。,Puccia, R., Casadevall, A., and Perfect, J. R. 2017. Fungi that infect humans.Microbiol。Spectr。5:恐惧- 0014 - 2016。doi: 10.1128 / microbiolspec.funk - 0014 - 2016

[2]↑罗伯特,诉。,Casadevall, A. 2009. Vertebrate endothermy restricts most fungi as potential pathogens.j .感染。说。200:1623-6。doi: 10.1086/644642

[3]↑布朗,g D。,Denning, D. W., Gow, N. A., Levitz, S. M., Netea, M. G., and White, T. C. 2012. Hidden killers: human fungal infections.科学。Transl。地中海。4:165rv13。doi: 10.1126 / scitranslmed.3004404

[4]↑普拉卡什,H。,Chakrabarti, A. 2019. Global epidemiology of mucormycosis.j .真菌(巴塞尔)。26:doi: 10.3390 / jof5010026

[5]↑罗宾斯,N。,Wright, G. D., and Cowen, L. E. 2016. Antifungal drugs: the current armamentarium and development of new agents.Microbiol。Spectr。4:恐惧- 0002 - 2016。doi: 10.1128 / microbiolspec.funk - 0002 - 2016