分享

综述 | Cell 子刊:人体健康和疾病中的共生真菌

 微生态 2021-04-13

一、导读

哺乳动物的微生物群是机体表面的微生物的总和,与宿主健康和疾病密切相关。微生物群影响人体多种功能,包括肠道通透性和屏障功能、维生素合成、新陈代谢、神经活性、药物代谢、炎症和免疫。

在过去几十年,由于培养方法的局限性,阻碍了微生物的鉴定。最近,靶向法和鸟枪法高通量测序技术彻底改变了人们对微生物多样性的理解。虽然大多数研究的热点集中在细菌微生物群,但有研究表明任何存在细菌微生物群的地方,几乎都能发现真菌、病毒、古细菌和原生生物群落。本综述重点讨论真菌的微生物区系、存在部位、多样性以及其在健康和疾病方面所发挥的功能。

在肠道、皮肤、口腔和其他黏膜表面发现了多种真菌。越来越多的证据表明,像细菌微生物群一样,在疾病状态下,真菌微生物群通常会发生改变;并且越来越多的研究正在进行,以探索真菌微生态的失调对健康和疾病的影响。2013,在PubMed 中收录关于真菌的文章只有十篇,而2017超过了100篇,我们预计文章数量将继续增长。

二、论文ID


原名Commensal Fungi in Health and Disease

译名人体健康和疾病中的共生真菌

期刊CellHost & Microbe

IF14.946

发表时间2017年

通讯作者DavidM. Underhill

通讯作者单位挪威科学技术大学(挪威)

三、综述结构


四、综述内容


1、鉴定真菌的挑战

测序方法鉴定微生物需要高效地提取微生物的DNA。与细菌群落的分析一样,真菌群落的分析与DNA提取方法密切相关。

与16S rDNA测序相似,不同的PCR引物分离和鉴定不同的细菌群。同样,针对不同目标区域,不同引物分离、鉴定不同的真菌群。真菌在PCR扩增和测序过程中增加了偏差来源。

获得真菌ITS序列信息后,研究人员面临着识别这些序列所代表生物体的挑战。由于GenBank主要充当归档文件,所以提交的许多序列存在标注不正确或定义不明确的物种名称。据估计超过10% 的真菌ITS序列在物种水平上的注释不正确。此外,GenBank中的许多真菌ITS序列被注释为“未鉴定真菌”。

在一些真菌属中,序列变异程度很高,物种(通常是亚种)鉴定相对容易。但是,如果其他物种之间的差异低,即使数据库序列匹配,也不可能区分物种。例如,ITS序列不能够区分枝孢菌属。

2、健康状态下的真菌群落

2.1 胃肠道

胃肠道(GI)从各种食物中获得营养物质,并且维持微生物之间的动态平衡。胃肠道粘膜表面,存在大量不同种类的微生物。一项针对96名健康人粪便的研究中,报告了66属真菌。随后对健康个体的粪便进行进一步研究,发现念珠菌、青霉、枝孢菌和酵母菌是最常见的真菌。

2.2 生殖泌尿系统

阴道真菌微生物群主要为乳杆菌属,与真菌相关的研究较少。一项对494名15至44岁、无阴道念珠菌病病史、高加索爱沙尼亚妇女的研究中报告了念珠菌的情况,主要包括白色念珠菌(34.1%)、毕赤酵母(2.3%)和近平滑念珠菌(0.3%)。一项针对白色念珠菌母婴传播的研究报告表明,白色念珠菌阳性母亲所生的46名婴儿中,有18名婴儿(39%名)成为携带者。

2.3 呼吸道

直到上世纪90年代,人们任然认为人类下呼吸道没有菌,除非处于疾病状态。基于非培养的测序技术,发现微生物存在整个呼吸道上。在健康个体中,发现呼吸道主要由曲霉属和枝孢属真菌组成。健康的宿主没有结构性肺部疾病并且有完整的免疫防御系统。瞬时吸入呼吸道的有哪些真菌,并且微吸气吸入真菌的自我更新群落尚不清楚。

2.4 皮肤

皮肤表面存在共生真菌群落。嗜脂真菌Malassezia及其他几种常见的真菌,是成年人皮肤表面主要的真菌。马拉色菌属(Malassezia spp.)需要长链脂肪酸才能很好的生长,在大多数皮肤区域都能找到,与皮脂腺分泌富含脂肪的皮脂有密切联系。儿童的皮脂腺活动比成人少,真菌群落种类较多,除马拉色菌属外还包括曲霉、附球(真)菌属和疱霉属等。据报道马拉色菌产生强烈的芳香烃受体的配体,能促进上皮细胞的健康和防止紫外线辐射。

3、疾病状态下的真菌群落

3.1 口腔和肠道真菌

在口腔中,首次报告一位CD4+ T细胞损失的HIV携带者患有口腔念珠菌病。有趣的是,Mukherjee等人发现,真菌与真菌的相互作用可能促进念珠菌生长。炎性肠病包括胃肠道疾病,溃疡性结肠炎(影响结肠)和克罗恩病(影响整个胃肠道),受影响人群约为250万。真菌菌群可能会加重肠道疾病。

3.2 代谢性疾病中的真菌

与代谢综合征相关的临床标志物包括血压和血糖水平升高,血清中甘油三酯水平升高,腹部肥胖,和低密度脂蛋白水平降低。早期研究发现微生物群变化与肥胖相关,硬壁菌门和拟杆菌门的比率下降。研究人员指出肥胖受试者真菌群总体丰度无变化。目前尚不清楚真菌菌群的变化是否只是肥胖的一个标志,还是真菌失调参与了肥胖的发病机制。

3.3 真菌菌群与肺部疾病

囊性纤维化(CF)病人肺部真菌的研究已经进行了多年。CF患者有异常的粘液分泌,并在出生后不久感染微生物。 50% 以上的CF患者肺部发现曲霉和念珠菌,其对疾病的影响存在争议。现代测序技术对CF患者下呼吸道真菌进行分析,发现十多种真菌,念珠菌最为普遍。

3.3 真菌和皮肤疾病

马拉色菌属(Malasseziaspp.)与各种皮肤病密切相关,普遍存在于皮肤表面,可能导致其他皮肤疾病。花斑癣是马拉色菌入侵导致的皮肤病。马拉色菌也参与了其他多种免疫介导的皮肤病的发病机制,如脂溢性皮炎、特应性皮炎和银屑病。这些疾病的发生可能是对马拉色菌不良的免疫反应。

4、真菌治疗疾病的前景

真菌是健康人体的一部分,疾病可能会导致其发生变化。真菌菌群可能是治疗或预防疾病的有效途径。Henri Boulard分离出一株酵母,在今天被作为益生菌广泛使用,而且数据表明,它可以对抗某些肠道细菌病原体,包大肠杆菌、艰难梭菌、霍乱弧菌和幽门螺杆菌等。从酿酒酵母细胞壁中纯化出的β-葡聚糖作为一种营养补充剂,有助于减肥、癌症治疗和预防、增强对感染的免疫反应、降低胆固醇、防止辐射。临床上,β-葡聚糖血检测通常用于检测侵袭性真菌病。  和任何其他生物一样,真菌会消耗和释放代谢物,从而影响微生物群落的代谢。最近的一项研究观察了无菌小鼠与酿酒酵母结块后产生的肠道代谢物,发现嘌呤代谢增加导致尿酸生成增加,研究者证明酿酒酵母能够加重动物的结肠炎。

五、研究结论


      粘膜表面微生物群落是我们身体的一部分。我们已经进化到可以与这些寄居者共同生长并加以利用。本文集中讨论真菌微生物区系,真菌存在的部位,真菌多样性,以及在健康和疾病方面,人们对真菌的了解。

六、点评


综述,调查了研究真菌面临的挑战,包括菌种鉴定、发现、多样性分析、与寄主关系等。未来的研究旨在进一步加深我们对真菌、微生物和免疫系统相互作用的理解,提出新的治疗方法来对抗感染、治疗癌症和管理健康。

本文由微生太群友李红霞创作,莫秋芬、江舜尧编辑。





    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多