小心了!致命真菌细胞会让人更容易被感染

微生物在你体内联合起来造成破坏并引起疾病的想法听起来很可怕——而且它应该这样做。现在,科学家发现一种特殊类型真菌就是这样做的,而真菌细胞使用一种令人惊讶的方法来组队并相互交流。更重要的是,这些发现可以解释为什么这种真菌能感染健康人,这是真菌感染罕见的特征,更典型的是攻击免疫系统弱的人。这项研究的重点是一种名为gattii的真菌,它生活在土壤中,主要分布在热带和亚热带地区。

对真菌隐球菌的致死性新菌株芽孢电子显微镜图像。图片:Edmond Byrnes III, Joseph Heitman, Duke Dept. of Molecular Genetics and Microbiology

然而1999年一种这种真菌在加拿大不列颠哥伦比亚省和后来的俄勒冈州和华盛顿州出现,主要是导致其他健康人群感染。人们吸入真菌孢子会引起感染,严重会危及生命,导致肺部出现肺炎样疾病,以及大脑和脊髓周围的大脑和组织受到严重感染。从2004年到2010年,美国有60个隐球菌感染的原因。根据美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention) 2010年的一项研究,在已知结果的45例中,有9例(20%)死于感染。该研究的作者、英国伯明翰大学的博士后Ewa Bielska在一份声明中说:此前,研究人员发现,隐球菌的毒性很强,因为它具有“在人类白细胞内快速生长的非凡能力”。

2014年,比埃尔斯卡的同事发现,这种快速增长源于“分工”,这意味着真菌细胞协同工作来协调它们的行为,推动快速增长。在这项新的研究中,Bielska和他的同事们弄清楚了真菌细胞是如何结合在一起的:微生物利用微小充满液体的囊泡来进行交流。研究高级作者、伯明翰大学微生物与感染研究所主任Robin May说:这些小泡就像‘信鸽’,在真菌之间传递信息,帮助它们协调对宿主细胞的攻击。这是科学家第一次发现细胞外囊泡和真菌毒性之间的联系。

科学家们还发现,令人惊讶的是,真菌细胞可以利用细胞外囊泡在细胞间相对较长的距离进行交流。最初的预期是,这种真菌只能在单一宿主细胞内进行交流,但事实上发现它可以在非常大的范围内进行交流——在微生物方面,距离和跨越多个宿主细胞屏障。这些发现“为我们提供了一个开发新药的潜在机会,在感染过程中阻断这种传播途径。这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

博科园-科学科普|文:Rachael Rettner/Live Science