科学家已发现一种罕见但致命的真菌感染的新治疗突破口,该感染曾迫使多家医院重症监护室关闭。这一发现为应对这种难以控制且一旦传播几乎无法治疗的病原体带来了初步希望。
耳念珠菌(Candida auris)对本就危重的患者尤其危险,使医院极易爆发疫情。尽管这种真菌可在皮肤上存在而不引发症状,但依赖呼吸机的患者面临更高风险。感染发生后约45%的患者死亡,且该真菌对所有主要类型的抗真菌药物具有抗药性。这种抗药性使治疗极具挑战性,并使病原体能在医院病房中持续存在。
具有神秘起源的全球健康威胁
该感染于2008年首次被发现,其起源至今未知。此后,包括英国在内的40多个国家报告了疫情。耳念珠菌(亦称Candidozyma auris)现已被世界卫生组织列为关键优先真菌病原体,被公认为严重全球健康威胁。在英国,报告病例持续稳定上升。
在活体模型中研究感染
埃克塞特大学研究人员通过检测耳念珠菌感染过程中的基因激活机制,取得了重大进展。这是科学家首次基于鱼幼体方法在活体宿主中研究此类基因活动。该研究发表在《自然》系列期刊《通讯生物学》上,获得惠康基金会、医学研究理事会(MRC)和国家替代、减少与优化中心(NC3Rs)支持。
研究人员表示,这些结果可能有助于确定新型抗真菌治疗的生物靶点,或在确认人类感染中存在相同基因行为后重新利用现有药物。该项目由埃克塞特大学MRC医学真菌学中心(CMM)NIHR临床讲师休·吉福德共同领导。他表示:"自出现以来,耳念珠菌在医院重症监护室扎根之处便造成严重破坏。它对脆弱患者可能是致命的,医疗信托机构已花费数百万英镑进行艰难的清除工作。我们认为研究可能揭示了这种致命病原体在活跃感染期间的致命弱点,亟需更多研究探索能否找到针对并利用此弱点的药物。"
传统研究模型的局限性
研究耳念珠菌的最大障碍之一是其耐高温能力。当与异常强的耐盐性结合时,这使部分研究者推测它可能起源于热带海洋或海洋动物。这些特性也使传统实验室模型难以对其进行研究。
为克服此问题,埃克塞特团队开发了使用阿拉伯鳉鱼的新感染模型。该物种的卵可在接近人体温度的环境中存活,使其适合在接近真实疾病的条件下观察感染过程。
基因活动揭示潜在弱点
实验中,研究人员观察到耳念珠菌可通过形成称为菌丝的细长真菌结构来改变形状。这些结构可能帮助真菌在侵染宿主时搜寻营养。团队还分析了感染期间激活或关闭的基因,以识别潜在弱点。多个激活基因负责产生营养泵,捕获铁清除分子并将铁转运至真菌细胞。由于铁对生存至关重要,此过程可能代表关键脆弱点。
埃克塞特大学MRC医学真菌学中心共同资深作者莱斯·法勒博士表示:"迄今为止,我们完全不了解活体宿主感染期间哪些基因活跃。现在需要确认这是否也发生在人类感染中。我们发现激活基因搜寻铁的事实,为耳念珠菌可能的起源(如海洋中铁缺乏环境)提供了线索,同时也为新药和现有药物提供了潜在靶点。"
未来治疗的希望
同时在皇家德文与埃克塞特医院担任重症监护和呼吸内科住院医师的吉福德博士强调了研究结果的临床重要性。他表示:"尽管仍需完成多项研究步骤,但我们的发现可能是未来治疗的令人振奋前景。我们拥有针对铁清除活性的药物,现在需要探索它们能否被重新用于阻止耳念珠菌杀死人类并关闭医院重症监护室。"
该阿拉伯鳉鱼幼体模型在NC3Rs项目资助下开发,作为常用小鼠和斑马鱼模型的替代方案。NC3Rs研究资助主管凯蒂·贝茨博士表示:"这项新研究证明了替代模型在研究耳念珠菌感染方面的效用,使人们首次洞察活体感染宿主中的细胞和分子事件。这是创新替代方法如何克服传统动物研究关键局限的绝佳范例。"
该论文题为《耳念珠菌在阿拉伯鳉鱼(Aphanius dispar)感染中的异铁载体转运蛋白基因表达及类群特异性菌丝形成》,发表于《自然》系列期刊《通讯生物学》。
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