说说真菌组

发布时间：16年06月17日

编译李升伟

俄亥俄州凯斯西储大学医学真菌学中心主任、凯斯西储医院医学中心主任及皮肤病学系终身教授马哈迈德·哈内姆（Mahmoud Ghannoum）认为：很大程度上，被人们忽视的、寄居于人体内外的真菌群落在人体健康与疾病中扮演着关键角色。

　　2015年9月，美国国立卫生研究院举办的一次研讨会上，科学家对人体微生物丛在传染病中的作用进行了讨论，我对于没有听到一个关于真菌群落也就是真菌组的报告而深感沮丧。我虽然沮丧，但并不奇怪。真菌界受到科学家忽视并不是什么新鲜的事情。早在5年前，我和我的同事们就试图在《微生物（Microbe）》杂志上发表的一篇通信中引起人们对此问题的关注，建议人类微生物组计划不仅要研究人体内栖居的细菌，还应该研究真菌和病毒共生群落。近年来，人类病毒组的研究不断增加，但是科学界并没有对我们关注真菌组的建议引起注意。据2015年11月的统计分析，在《科学网（Web of Science）》对术语“微生物组”超过6 000篇搜索结果中，只有269篇加注了“真菌”标签，而科技搜索引擎只搜索到了55篇关于“真菌组”的论文。

　　尽管这种缺乏重视的现状是客观的，近期的一些研究还是指出了我们人体共生的真菌栖居物在人体健康与疾病中扮演了关键角色。例如，HIV病毒感染病人的口腔真菌组就与未感染的对照真菌组有非常大的差异。念珠菌属和酵母属的物种丰余度与乙肝感染严重程度的增加呈统计学相关关系。而肠道真菌病原体热带念珠菌的过度丰余则会加重炎症性肠疾病。随着科学家对真菌组的调查广泛进行，如同上述这样的统计学相关性数据可以在实验室中通过实验进一步探索。也许有那么一天，研究人员可以在粪便移植物中放入真菌物种来治疗由艰难梭菌和其他细菌引起的感染，而且，多家公司将开始把包含“友善”真菌活培养物的益生菌产品推向市场。

人体真菌组的特征性认识

当健康微生物组被破坏，曲霉属、念珠菌属、镰刀菌属、马拉色霉菌属等可能增加人体患病风险

　　1974年，我的硕士生导师让我阅读一篇论文，它证明了在对兔子的治疗中，使用抗生素来杀死细菌或者用抗炎症反应性类固醇来阻抑免疫系统，都会产生真菌感染性念珠菌病，通常表现为人们所知的鹅口疮，又名真菌性口炎。它使我认识到不仅环境中的真菌会对我们人体健康产生负面影响，而且还有些真菌物种栖居在哺乳动物体内，与多种多样的共生菌生存在一起。并且，当一种微生物群落被敲除掉时，另一种微生物就可能导致疾病。如果这些群落不被破坏，真菌栖居物就会表现出无害，甚至是有益的。

　　医学真菌学界并没有试图对人体微生物组中的真菌部分进行定义，直到2010年情况发生了改变。我和我的同事发现，在人体口腔内一种复杂的真菌群落会产生念珠菌属和酵母属等，而且生长迅速、培养容易。从20位志愿者中，我们鉴定出了101种真菌物种，每个人在他们的口腔中查出有9至23种真菌物种。为了排除暂时性真菌，我们挑选出至少在4位参与者（受研人群的20%）中存在的那些生物体作为核心真菌组。这些核心真菌组包括15个属，以念珠菌属最为常见，然后按常见度大小依次是分支孢子菌属（一种已知的变态反应原和哮喘发作刺激物）、金担子菌属（可以导致实体器官移植物受者体内真菌感染）和酵母目的各个属（它包含一些有益物种，比如鲍氏酵母菌，被认为是一种潜在的益生菌）。

　　我们还发现了几种病原性真菌，包括曲霉（可以导致侵入性和毁灭性真菌感染）、镰刀菌属（可以导致表浅性和系统性感染，难以治疗）和隐球菌属（艾滋病人发作脑膜炎的一种主要病因）。这些病原体可以使个体感染风险增加，尤其是当宿主免疫状态为抑制的时候。当然，这样的联系还没有得到实验证明。在我们鉴定了的真菌物种中，超过三分之一不能被培养，难以研究它们在人体健康与疾病中的作用。

　　研究人员已经开始对居住在口腔以外人体部位的真菌群落进行观察。2012年，一个日本的研究小组对马拉色霉菌属的种分布进行了调查，它可以导致浅表性皮肤疾病，位于外耳道和足底。在这两种人体部位内最为常见的物种是马拉色霉菌属的一个种M.slooffiae；其次是M.restricta，在脂溢性皮炎中最多。但是，尽管在其他人体部位存在一些类似的真菌组物种，研究人员还是发现有特异性马拉色霉菌属群落存在于外耳道和足底。

　　2013年，美国国立人类基因组研究所凯撒·芬得蕾（Keisha Findley）等人对皮肤真菌组进行了鉴定，它们因取样的身体部位不同而不同。在10名健康成年人中，研究小组发现马拉色霉菌属真菌在11个躯干和手臂部位优势存在，并在足跟、趾甲和趾间等处发现更为多样的真菌属。重要的发现是，研究人员证明：细菌可以根据皮肤是否分泌皮脂、潮湿或干燥来区分；而真菌群落则取决于其定位――脚、手、头或躯干。

　　最近，一个法国的研究小组鉴定了肺部的真菌组，报告称环境真菌如曲霉在健康人体内优势存在。有囊性纤维化、肺纤维化和其他肺病病人的肺，以及那些受心血管疾病折磨或接受过肺移植的病人的肺，都优势存在念珠菌属物种，如白色念珠菌。

　　总而言之，这些和其他调查已经证明了多样性的真菌群落存在于人体各个部位，表明了它们在健康与疾病中的重要性。

真菌与疾病

热带念珠菌，可以激惹和加剧dectin-1蛋白模式识别受体缺乏的小鼠的炎症性肠疾病，这种受体通常发现于天然免疫细胞表面

　　2014年，我们实验室对HIV病毒感染病人口腔内真菌-真菌和真菌-细菌相互作用进行了分析。在多种多样的微生物相互作用中，我们发现在毕赤酵母属之间有一种对抗性关系，这是一种用来保护农作物免受真菌生长之害的生物控制物的非病原性酵母；而对病原性念珠菌来说，毕赤酵母丰余度的减少与念珠菌“殖民化”移居的增加和谐共处。

　　通过在实验室培养这些物种，我们发现毕赤酵母释放了一种生长抑制剂进入培养基内，可以限制念珠菌属、曲霉和镰刀菌属的生长。而且，向念珠菌培养物内加入毕赤酵母细胞，可以显著抑制生物膜形成。并且，当免疫抑制的小鼠受到白色念珠菌的激发时，那些口服PSM治疗的小鼠与未治疗的小鼠相比，会出现更为良性的口腔感染、侵入到舌粘膜组织的真菌数量会减少。

　　通过更近地观察PSM治疗小鼠内真菌生长的情况，我们发现它们舌内生长的菌丝更少，口腔粘膜看起来更为完整。另一方面，对照组小鼠中，有证据表明有大量真菌侵入到组织内。目前，引起这些病原性真菌抑制的活跃毕赤酵母组分的鉴定和研究正在进行中，初步研究提示，它是一种蛋白质。

　　真菌物种栖居在哺乳动物体内，旁边是多种多样的共生细菌。并且，当某种微生物群落被敲除时，另一种可以导致疾病。

　　近期的工作还发现了真菌组在胃肠道健康中的重要性。2008年，德国科学家史蒂芬·沃特（Stephan Ott）和他的同事发现，炎症性肠疾病病人排泄物内真菌群落实质性地不同于它们的健康对照物。并且，在结肠炎小鼠模型体内，洛杉矶赛达－西奈山医学中心的大卫·昂得希尔（David Underhill）小组发现，一种名为树突状细胞相关性C型植物血凝素1（dectin-1）的模式识别受体存在于固有免疫细胞（如巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞）表面，可以介导真菌壁多糖、又称葡聚糖的生物学效应，也就是可以显著地影响动物的炎症性肠疾病症状。昂得希尔和他的同事们发现，dectin-1缺失小鼠与野生型小鼠相比，会出现下述现象的增加：体重下降、组织学改变和炎症原性细胞因子的产生。进一步的检测表明，热带念珠菌，作为野生型小鼠肠道内的优势物种，可以引发dectin-1的缺失；而用抗真菌药氟康唑对dectin-1缺失小鼠进行治疗，可以减轻疾病的严重程度。

　　微生物组的破坏还可以恶化移植物抗宿主疾病（GVHD），它是一种复杂而多向性的过程，与宿主固有免疫系统、肠微生物丛和供体T细胞之间的相互作用有关。2000年，当时供职于华盛顿大学弗雷德?希金森癌症研究中心的基林·马尔（Kieren Marr）及其同事们首批发现和证明了念珠菌病治疗与GVHD改善之间的关联。他们证明了骨髓移植病人经过长期的氟康唑治疗，出现了胃肠GVHD减少，持续性地保护了病人免受念珠菌感染和念珠菌病相关性死亡，提高存活率。

　　十年后，荷兰拉德伯德大学奈梅亨医学中心的瓦尔特·范德维尔顿（Walter van der Velden）及其同事们通过对一些接受了同种异体干细胞移植的病人的回溯分析，对念珠菌“殖民化”移生和dectin-1蛋白质的功能是否对GVHD的发展有影响进行了审视。他们对这些病人的粪便和漱口水样品内念珠菌移居的情况进行评价。范德维尔顿小组发现，念珠菌移生病人比那些没有念珠菌移生的病人有显著更高的重度急性GVHD速率，并且移生是它们看起来与GVHD相关联的唯一因素；干细胞来源和研究人员们耗尽T细胞资源的方法没有任何显著性的影响。当用氟康唑治疗时，用念珠菌移生的病人形成GVHD的可能性较低。

　　人体真菌组的组成成分还可以影响更多的常见疾病，如肥胖病。2015年，一个西班牙小组报道，肥胖病人的真菌群落拥有一种相对于非肥胖病人的真菌丰余度的增加，它们隶属于子囊真菌门。肥胖个体内还有一种趋势：真菌多样性减少，这与已发表的细菌研究数据相一致。肥胖“主体”内真菌组的改变似乎与更高数量的下列因素有关联：体内脂肪及其相关的新陈代谢疾病，如胰岛素抗性、高血压和炎症反应。