(JY編譯)一項新的研究顯示,一種致命的真菌可能抵禦溫度上升,並成為人類的病原體,揭示了與HBO熱播的世界末日後電視劇《最後的我們》(The Last of Us)的可怕相似之處。
上週發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上的這項研究顯示,全球變暖和氣候危機是助長了名為隱球菌(Cryptococcus)真菌能抵禦飆升的溫度,更快地進化以生存並傷害人類的原因。
《最後的我們》改編自Playstation廣受歡迎、廣受好評的同名視頻遊戲系列,揭示了一個烏托邦式的世界,其中一種存在於現實世界的、蟲草屬(Cordycep)耐熱真菌,佔領了人類並將他們變成殭屍。
杜克大學的研究人員在86華氏度或98.6華氏度的條件下培養了800代隱球菌。研究人員使用DNA測序來跟踪真菌基因組的變化,重點是「跳躍基因」(jumping genes),即可以從基因組的一個位置移動到另一個位置的DNA序列。
研究報告的共同作者、杜克大學分子遺傳學和微生物學系的博士後研究員阿西婭‧古薩(Asiya Gusa )指出,基因的運動可能在使其適應包括熱在內的壓力源方面發揮作用。
雖然目前沒有人類相互傳播真菌感染的直接威脅,但科學家警告說,全球氣溫上升可能導致微生物在感染期間改變它們對人類的作用方式。
他們在研究報告中寫道︰「據預測,全球氣溫上升和氣候變化將增加植物和哺乳動物的真菌疾病。」
像耳念珠菌(Candida auris)和隱球菌這樣的真菌已經知道會感染和殺死免疫力受損的人,但這些微生物中的絕大多數都無法在健康身體的高溫下順利生存。
在新的研究中,科學家們發現升高的溫度導致隱球菌的致病真菌增加其基因變化的數量,這些變化可能導致更高的耐熱性,並且很可能也發展出更多的人類致病潛力。
研究人員發現,隨著周圍溫度的增加,該真菌的基因組中有助於其適應環境和在感染期間的部分可以發生變化。
古薩博士說︰「這可能發生得更快,因為耐熱力加速了發生突變的數量。」
科學家們發現,在實驗室培養基中生長的800代中,在體溫下培養的真菌的一些突變率比在86華氏度下培養的真菌高五倍。
這項研究的另一位作者、美國約翰霍普金斯大學的阿圖羅·卡薩德瓦爾(Arturo Casadevall)說︰「這是一項意味深長的研究,它顯示了全球溫度的上升可能會以不可預測的方向影響真菌的進化。」
卡薩德瓦爾稱︰「隨著世界變暖,像新隱球菌這樣的土壤真菌中的轉座子(可以改變基因組內位置的DNA元素)可能會變得更加跳躍,並以可能增強毒力和抗藥性的方式增加基因組變化。在全球變暖的情況下,又多了一件需要擔心的事情!」
在進一步的研究中,科學家們希望研究來自複發性真菌感染的人類患者的病原體。
古薩博士說︰「我們知道,這些感染可以持續存在,然後帶著潛在的基因變化回來。這類壓力刺激的變化可能有助於真菌在環境中和感染期間的致病性狀的進化。」他補充說︰「它們的進化速度可能比我們預期的要快。」
超級真菌耳念珠菌已經在許多國家被發現,包括美國、加拿大、俄羅斯、澳大利亞和希臘。據華爾街日報報導,美國大約一半的州都報告了耳念珠菌病例。
全美多地發現導致嚴重肺部感染真菌
《科學新聞》雜誌報導,可引起嚴重肺部感染的三種真菌,曾經被認為只會出現於美國某些地區,現在已在多地版發現。
1955年,組織胞漿菌(Histoplasma)主要生長在中西部土壤以及東部和南部的部分地區,這也是組織胞漿菌病感染的主要發生地。但是,研究人員於去年11月11日在《臨床傳染病》(Clinical Infectious Diseases)上報告說,2007年到2016年的醫療保險記錄表明,47個州和華盛頓特區的組胞漿菌病病例超過了一定的閾值。
聖路易斯華盛頓大學醫學院的傳染病醫生和真菌學家安德烈·斯佩克(Andrej Spec)說,這些真菌現在「比我們想像的要常見得多」。
斯佩克和他的同事為組織胞漿菌病例和另外兩種真菌繪製了最新的地圖,這兩種真菌的分佈範圍已經擴大,可能是因為氣候變化。
醫療保險記錄顯示,由球孢子菌屬(Coccidioides)引起的山谷熱(Coccidioidomycosis)病例已經從西南地區擴散到35個州。近年來,野火與山谷熱病例的增加有關。
與組織胞漿菌一樣,1955年,芽生菌病(Blastomycosis)主要在中西部和東部發現。但研究人員發現,從2007年到2016年,有40個州報告的芽生菌病病病例超過了一個水平。
Photo by Dr. Martin D. Hicklin on Via CDC