PNAS：病菌逃避免疫攻击的变身术

医疗健康 2015-09-09 12:26 来源：生物通

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12:26

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最近，美国约翰霍普金斯大学布隆博格公共卫生学院的研究人员发现，最流行的致病真菌，可以通过一种新的途径，抵抗免疫系统的攻击。

相关研究结果发表在九月七日的《PNAS》，对于“白色念珠菌（Candida albicans，引起阴道酵母菌感染和口腔感染鹅口疮的真菌）一旦进入血液，是如何引发致命感染的？”提供了新的线索。

当身体面对感染时，细胞会释放出一种自由基，来杀死病菌。白念珠菌和其他真菌使用铜给一种酶供以燃料，这种酶旨在中和自由基的攻击。但是，一旦身体感知到真菌感染的存在，它就把铜流入血液进行抗争，从而把组织中缺铜的真菌，留在肾脏这样的位置。

但是，约翰霍普金斯的团队发现，白色念珠菌并没有因为缺乏铜而挫败，而是逐渐进化到，从利用铜反击自由基，转变到利用金属锰。

本文第一作者、布隆博格公共卫生学院生物化学和分子生物学系的Valeria C. Culotta教授指出：“我们发现，在感染过程中，白色念珠菌使用一种非常聪明的适应策略。对于这种病原体在人体内生存能力的了解越多，我们可能就会发现它更多的漏洞。”

白色念珠菌一旦进入血液，就有可能对人体产生致命的影响，在那里它会影响肝脏、脾脏和肾脏。免疫系统受损的人，如早产儿、化疗病人和艾滋病病毒感染者，特别容易受到这种真菌的伤害，并可能导致肾衰竭死亡。

利用白色念珠菌小鼠模型，Culotta和她的团队试图理解：为什么病原体在铜和锰之间进行切换，以对抗自由基。他们发现了铜在免疫中起着一个令人惊讶的作用——在感染过程中，铜在血液中的水平飞涨，试图用铜中毒杀死病原体。器官——如肾脏，将它们的铜送入血液，从而导致它们的水平下降。

如果不是真菌用开关保护自己，故事就会结束。在一次意想不到的转折中，白色念珠菌用以对抗自由基的酶，从一种需要铜的形式，转变为一种需要锰的形式。然后，真菌可以用锰来对抗攻击。

Culotta表示：“真菌通过简单的金属切换，笑对这一铜的损失。这种真菌竟然已经进化到适应了这种免疫系统攻击。这使得白色念珠菌，能够在其他生物可能被挫败的时候，得以存活下来。”

铜和锰在人体中都是相对少量的。铜主要来自于甲壳类动物，如龙虾和螃蟹，以及生长在含铜土壤中的蔬菜。锰存在于全谷物、坚果、绿叶蔬菜和茶叶中。

铜已知可击退细菌的传播。例如，在英国，许多医院都将不锈钢门把手换成铜的。病原菌不能在铜把手的表面生存，从而大大减少了感染的传播。

目前的抗真菌药物是在细胞表面发挥作用，以消灭真菌。但是人类对抗真菌药物的耐药性问题日益严重，类似于众所周知的抗生素耐药性问题。正如某些抗生素所发生的情况一样，随着当前抗真菌药物的过度使用，一些真菌已经发生了进化，可能不再对治疗它们的药物作出反应。

Culotta表示，未来可能会有一些方法，帮助我们设计药物，破坏白色念珠菌从使用铜基酶到使用锰基酶的这个转换过程。

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