(JY编译)一项新的研究显示,一种致命的真菌可能抵御温度上升,并成为人类的病原体,揭示了与HBO热播的世界末日后电视剧《最后的我们》(The Last of Us)的可怕相似之处。
上周发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的这项研究显示,全球变暖和气候危机是助长了名为隐球菌(Cryptococcus)真菌能抵御飙升的温度,更快地进化以生存并伤害人类的原因。
《最后的我们》改编自Playstation广受欢迎、广受好评的同名视频游戏系列,揭示了一个乌托邦式的世界,其中一种存在于现实世界的、虫草属(Cordycep)耐热真菌,占领了人类并将他们变成僵尸。
杜克大学的研究人员在86华氏度或98.6华氏度的条件下培养了800代隐球菌。研究人员使用DNA测序来跟踪真菌基因组的变化,重点是「跳跃基因」(jumping genes),即可以从基因组的一个位置移动到另一个位置的DNA序列。
研究报告的共同作者、杜克大学分子遗传学和微生物学系的博士后研究员阿西娅‧古萨(Asiya Gusa )指出,基因的运动可能在使其适应包括热在内的压力源方面发挥作用。
虽然目前没有人类相互传播真菌感染的直接威胁,但科学家警告说,全球气温上升可能导致微生物在感染期间改变它们对人类的作用方式。
他们在研究报告中写道︰「据预测,全球气温上升和气候变化将增加植物和哺乳动物的真菌疾病。」
像耳念珠菌(Candida auris)和隐球菌这样的真菌已经知道会感染和杀死免疫力受损的人,但这些微生物中的绝大多数都无法在健康身体的高温下顺利生存。
在新的研究中,科学家们发现升高的温度导致隐球菌的致病真菌增加其基因变化的数量,这些变化可能导致更高的耐热性,并且很可能也发展出更多的人类致病潜力。
研究人员发现,随着周围温度的增加,该真菌的基因组中有助于其适应环境和在感染期间的部分可以发生变化。
古萨博士说︰「这可能发生得更快,因为耐热力加速了发生突变的数量。」
科学家们发现,在实验室培养基中生长的800代中,在体温下培养的真菌的一些突变率比在86华氏度下培养的真菌高五倍。
这项研究的另一位作者、美国约翰霍普金斯大学的阿图罗·卡萨德瓦尔(Arturo Casadevall)说︰「这是一项意味深长的研究,它显示了全球温度的上升可能会以不可预测的方向影响真菌的进化。」
卡萨德瓦尔称︰「随着世界变暖,像新隐球菌这样的土壤真菌中的转座子(可以改变基因组内位置的DNA元素)可能会变得更加跳跃,并以可能增强毒力和抗药性的方式增加基因组变化。在全球变暖的情况下,又多了一件需要担心的事情!」
在进一步的研究中,科学家们希望研究来自复发性真菌感染的人类患者的病原体。
古萨博士说︰「我们知道,这些感染可以持续存在,然后带着潜在的基因变化回来。这类压力刺激的变化可能有助于真菌在环境中和感染期间的致病性状的进化。」他补充说︰「它们的进化速度可能比我们预期的要快。」
超级真菌耳念珠菌已经在许多国家被发现,包括美国、加拿大、俄罗斯、澳大利亚和希腊。据华尔街日报报导,美国大约一半的州都报告了耳念珠菌病例。
全美多地发现导致严重肺部感染真菌
《科学新闻》杂志报导,可引起严重肺部感染的三种真菌,曾经被认为只会出现于美国某些地区,现在已在多地版发现。
1955年,组织胞浆菌(Histoplasma)主要生长在中西部土壤以及东部和南部的部分地区,这也是组织胞浆菌病感染的主要发生地。但是,研究人员于去年11月11日在《临床传染病》(Clinical Infectious Diseases)上报告说,2007年到2016年的医疗保险记录表明,47个州和华盛顿特区的组胞浆菌病病例超过了一定的阈值。
圣路易斯华盛顿大学医学院的传染病医生和真菌学家安德烈·斯佩克(Andrej Spec)说,这些真菌现在「比我们想像的要常见得多」。
斯佩克和他的同事为组织胞浆菌病例和另外两种真菌绘制了最新的地图,这两种真菌的分布范围已经扩大,可能是因为气候变化。
医疗保险记录显示,由球孢子菌属(Coccidioides)引起的山谷热(Coccidioidomycosis)病例已经从西南地区扩散到35个州。近年来,野火与山谷热病例的增加有关。
与组织胞浆菌一样,1955年,芽生菌病(Blastomycosis)主要在中西部和东部发现。但研究人员发现,从2007年到2016年,有40个州报告的芽生菌病病病例超过了一个水平。
Photo by Dr. Martin D. Hicklin on Via CDC