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这些让人恐慌的真菌,你了解吗

归去来兮 2021-3-19 140人围观 技术


真菌是死亡植物的分解者,在营养循环中扮演重要的角色。但同时它们也给生活造成了严重的问题,比如面包发霉、毒蘑菇、房屋木材腐蚀、人类病原菌,以及影响室内空气、毒素产生、院感暴发等。本文认为的前十种恐怖真菌是基于人们的恐慌程度、真菌问题耗费的成本及对生态环境的重要影响。


1、班替枝孢瓶霉:侵蚀大脑的真菌

班替枝孢瓶霉其主要的宿主是人类,另外还有冷血水生动物,例如鱼、蛙、蟾蜍,几乎无中间宿主。引起的脑部感染无既往史及明显外伤史,早期症状无或不明显,但突然出现严重的神经症状,例如重度头痛,单侧喉麻痹,意识模糊,或口齿不清时已是感染晚期。

病人可能会发生癫痫,常常会恶心呕吐,偶尔有视力问题,最后失明。一旦该病在大脑出现,患者症状会很严重甚至濒临死亡。该病可能出现在免疫功能不全的患者身上,但这种疾病在看起来健康的人中更多见。


图1斑替枝孢瓶霉菌落及镜下形态:菌落正反面呈黑色,为暗色真菌。镜下单细胞分生孢子柠檬状,成链状排列,孢子链几乎无分枝,基细胞膨大。


班替枝孢瓶霉入侵健康人大脑的真菌主要真菌,令人担忧的是它的自然生态位置未知,且很少从环境分离到该菌。且传播途径尚不清楚。感染后若不进行适当治疗,感染往往致死。尽管联合手术及抗真菌药物治疗,免疫功能不全患者的感染死亡率在真菌感染中也是最高的。由于很多抗真菌药物在大脑中穿透能力不足,导致药物疗效有限。全世界已有数百例病例报道,主要在印度。


(注:此菌引起的感染以前一直在国外报导,2020年我国上海已分离到此菌)


图2:a糖尿病病人发生的班替枝孢瓶霉脑脓肿病例。b猫大脑感染班替枝孢瓶霉,感染区特别是左脑呈棕色且脑回肿胀


2、马尔尼菲篮状菌—从HIV患者到健康人群的双面杀手

马尔尼菲篮状菌(TM)原称马尔尼菲青霉菌,是继结核病和隐球菌病之后,引起HIV患者感染排名第三的病原菌。主要在东南亚地区流行,可导致患者播散性感染甚至死亡。



图3.来自中国的AIDS患者感染了马尔尼菲篮状菌,全身可见皮肤丘疹。


TM的属于双相菌,25℃为腐生阶段霉菌相,37℃在宿主体内为酵母相。

图4 a:TM丝状真菌相菌落,PDA25℃培养5天。b:TM酵母相菌落,SDA37℃培养6天。c:TM丝状真菌相镜下形态。d:TM在宿主体内为酵母相,TM正被巨噬细胞吞噬

HIV晚期病人感染TM可能致命。播散性篮状菌病局限于东南亚的中国东南部、台湾和香港。篮状菌病可发生于任何年龄的AIDS患者, 其中87–96%是男性,HIV患者TM感染不进行治疗的死亡率为100%。

令人担忧的是非HIV患者与其他细胞免疫受损患者TM感染率的增加,非HIV病人感染常常误诊。器官移植中,接受这些流行地区人的捐赠也是个风险。另外,TM对氟康唑高度耐药。

3、耳念珠菌:快速暴发流行的念珠菌

耳念珠菌是人致病性酵母样真菌,导致严重免疫缺陷的住院病人血流感染。耳念珠菌对常用抗真菌药物耐药并且扩散速度惊人,在全球范围内引起暴发。


图5 a:SDA上黏性白色奶油状,边缘光滑,有光泽。b:科马嘉显色为淡粉色。c:镜下为芽生孢子,圆至卵圆形。


不到十年,多重耐药的耳念珠菌全球暴发(图.5)。耳念珠菌的处置应予以最大关注,原因如下:

(1)可在院内和各医院之间进行传播;

(2)对弱势病人造成致命性疾病,在发展中国家死亡率高达60%;

(3)一旦在医院环境中传播,很难清除。


图片6:于5个洲暴发多重耐药临床耳念珠菌的全球地图,超过30个国家报道过耳念珠菌感染病人


耳念珠菌菌血症的住院总死亡率在30%-60%,棘白菌素类抗真菌药物是治疗耳念珠菌的一线药物,前提是尽早进行特定的敏感性测试。

目前生化自动鉴定系统容易把耳念珠菌误鉴定成希木龙念珠菌、无名念珠菌等。测序与质谱被认为是耳念珠菌首选鉴定方法。准确鉴定耳念珠菌有很大的临床意义,能给病人提供最佳护理与选择恰当的感染控制措施。


4、球形马拉色菌:头皮真菌

马拉色菌属是是人和动物皮肤正常菌群,是目前发现的人类皮肤上最大量的真菌,也会引起头屑、溢脂性皮炎、牛皮癣、过敏性皮炎、花斑糠疹以及痤疮等皮肤病,虽然不危及生命,但影响身心健康和生活质量。

针对体弱者,马拉色菌可造成血流感染,接受静脉脂质营养补充的新生儿是感染马拉色菌的危险人群。更有甚者,马拉色菌属可能在皮肤癌的发生中发挥作用。

图7 糠秕马拉色在添加吐温PDA上菌落呈淡黄色。马拉色菌引起的花斑糠疹皮屑真菌荧光染色,可见腊肠样菌丝和球拍样真菌孢子。


马拉色菌属典型的嗜油脂特性协助它们利用人类作为食物来源。


图8 马拉色菌 a 头皮屑病人头皮严重脱落 b 溢脂性皮炎病例c糠秕马拉色菌的电子显微镜图


5、黄曲霉——产生黄曲霉毒素的真菌

黄曲霉造成重大的公众健康和经济影响三大主要原因:

(1)黄曲霉在曲霉菌属里造成人和动物感染中重要性排第二。

(2)黄曲霉可感染农作物,导致农作物产值减低。

(3)黄曲霉可在农作物中产生大量黄曲霉毒素B1,属于最毒且可引起肝癌的天然化合物。

图9 黄曲霉的菌落形态和镜下特点

为何恐惧黄曲霉?

黄曲霉菌是土壤腐生真菌,是人和植物的机会性致病真菌,呈世界性分布,所产生的大量分生孢子在空气中扩散,或通过昆虫播散。接触孢子和/或黄曲霉毒素B1可能造成严重的健康问题。

黄曲霉是继烟曲霉之后曲霉病的第二大病原菌。包括过敏、气道或肺入侵,以及皮肤感染。除曲霉病之外,黄曲霉毒素B1是毒性最强且流行性最广的,有致癌、致畸、诱导突变的特性,尤其在损害儿童健康中扮演者重要角色。

黄曲霉带来的经济影响除了影响人类健康外,还可导致农作物产量损失,在美国和欧洲,由于玉米产业受黄曲霉污染的经济损失可高达数十亿美元损失。


图10 主要黄曲霉毒素的化学结构

其他人类重要条件致病菌还有新生隐球菌和格特隐球菌复合群、耶氏肺孢子菌。我们特意排除烟曲霉及其他机会致病真菌,但想要指出耐唑类临床分离株越来越多,产生了巨大的危险。

6、黑葡萄穗霉:房屋内的不速之客

葡萄穗霉在自然界中并不常见,但在潮湿且富含纤维素的碎片中随处可见,其特征是在黏液头上产生特有的黑色孢子,如果条件合适,几天内可使物体变黑(图8)。

两个种最常见:

黑葡萄穗霉及其姊妹种S.chlorohalonata,它们偏爱含水量大的纺织品、纸张、纸板和石膏墙板(图9)。在欧洲和北美,葡萄穗霉经常在洪水后出现;然而,在热带地区,葡萄穗霉似乎被相近的曼农孢霉所取代(小编注:现在已经认为葡萄穗霉和曼农孢霉Memnoniella是同一种真菌)。

图8. a 葡萄穗霉在石膏板上长出黑色黏性霉点。b分生孢子和分生孢子梗


图9. 葡萄穗霉在漏水的管道边缘生长b 葡萄穗霉在水凝气严重的地下室石膏天花板上生长


图10. 杆孢菌素E的化学结构


葡萄穗霉病从25年前开始成为一个主要关注的问题。室内居住者及建筑工人表现出与农场工人相似的不良症状。


黑葡萄穗霉产生两种化学物质。化学型S产生大环单端孢霉烯毒素(例如,杆孢菌素,图10),化学型A和S. chlorohalonata都能产生亚氮酮和简单的单端孢霉烯毒素。这两种室内物种都产生螺环二烷,新的葡萄穗霉代谢物仍在不断被发现。葡萄穗霉孢子以及菌丝碎片也可以引起炎症反应,这意味着整个真菌(孢子和菌丝体)是有毒的。另外黑葡萄穗霉还可以产生一系列挥发性有机化合物(VOCs),导致皮疹和鼻出血。


7、鬼笔鹅膏:一种致命的蘑菇

鬼笔鹅膏是最致命的蘑菇之一,历史上估计已经杀死了数千人(图11)。剂量30克(约半个蘑菇)可以杀死一个成人。蘑菇加热或干燥不会使其毒性失活。这种危险的蘑菇归鹅膏属,鹅膏属包含所有致命的有毒物种。鬼笔鹅膏广泛分布于欧洲、北美东西方海岸、澳大利亚和西亚(伊朗北部)。

鬼笔鹅膏含有两种类型的寡肽毒素,称为鹅膏毒环肽和鬼笔环肽(也叫鬼笔鹅膏素)具有不同的生化作用模式。鹅膏毒环肽有α、β、γ三种类型。其中a-鹅膏毒环肽是最主要的产物,也是最致命的。

图11. a鬼笔鹅膏的子实体,a未成熟,b成熟。


有媒体和科学持续报道鬼笔鹅膏导致人类致死病例,且每年越来越多。有三个中毒患者幸运的经肝脏移植而存活。患者在误食6~20小时内症状往往不明显,在6~8小时后出现腹痛、呕吐和严重脱水腹泻。最终,肝脏和肾脏在24~36小时后无法发挥作用,导致昏迷和死亡。不幸的是,目前尚无一种有效治疗方案或解毒剂。


8、干腐菌:使木材腐烂的担子菌

干腐菌(图12)是温带地区对木材建筑材料最具破坏性的真菌,特别是含水量高的木材。有时被称为“建筑的癌症”。该菌是人类从它的自然环境引入室内的,原来生存在喜马拉雅山脉的山区树林,它入侵了整个欧洲、北美、澳大利亚。尽管是室内木材建筑的广泛破坏者,但很少在其自然范围以外的房屋发现。它生长在通风不良、黑暗的地方,湿度较高,并通过砌体扩散,造成结构损坏。

处理办法有以下几种:

(1)确定并更换腐烂的木材,

(2)更换所有木材,

(3)用生物杀灭剂处理,在特别情况下,对周围砌体的处理也是可取的。处理后重要的是改善通风和增加气流,以干燥周围的砌体。

目前,木材被各种木材防腐剂处理,从而避免了补救处理,这可能是昂贵的。但预防的费用会远低于补救的。

图12. 干腐菌入侵室内:a门框,b卧室板条,c家具,d子实体从石膏墙长出,图示该真菌如何通过菌丝成功入侵室内


9、番石榴南方柄锈菌

该菌一种侵袭性锈菌,寄主范围极广,也称为桃锈菌桃锈菌常攻击生长旺盛的叶子、茎尖、茎。无数密集的刺状或泡状的小突起(夏孢子堆)从受感染的部分爆发,颜色呈橘黄色、黄褐色、褐色或近于无色,并产生大量的,随风播撒的夏孢子(图13)。

例如,修剪后的彩桃木树篱的再生软组织特别容易受到感染(图14)。夏孢子堆也可以在水果和花卉上形成。不同植物种类症状有所不同,严重的情况下,反复落叶和/或退化可能导致植物死亡。

图13. 受桃锈菌感染的叶子, 叶面上堆积着桃锈菌橘黄色夏孢子

图14. 桃金娘锈病感染路边彩桃木刚修剪后新长出的嫩芽


10、蛙壶菌

一直以来,壶菌门真菌被认为没有太大的生态重要性而受忽略。壶菌门真菌主要感染藻类和各种原生动物的病原体,少数感染植物。自从1996年被报道可以感染两栖类动物之后10多年内,发现其可造成两栖动物数量和物种多样性的减少。

蛙壶菌引起的壶菌病是一种皮肤病,宿主范围广泛,包含所有两栖类动物:无尾类(青蛙和蟾蜍)、有尾类(蝾螈)和无足类(蚓螈),感染部位为幼虫的角化口器和成虫皮肤。

感染程度各不相同,从在足部皮肤细胞的点状感染灶到覆盖大部分表皮的广泛感染,通过破坏皮肤功能,干扰电解质转移,并最终导致死亡。有人认为,地球正处于第六次物种大灭绝的中期,蛙壶菌和人类的活动导致两栖动物栖息地改变是两栖动物种群减少的主要驱动因素。

图15.  在1%胰蛋白胨营养琼脂上发育的蛙壶菌a 游动孢子,箭头表示鞭毛。b 培养1d的菌体;箭表示假根。c少数孢子囊在菌落中发育(从一个游动孢子发育成多个菌体)。d培养3d的菌体;箭头指向发育中的排放乳突;箭表示假根。e培养4d菌体;箭头表示开放的排放乳突。f 离开孢子囊的游动孢子;排放乳突可长可短(箭头)。


图16. 光镜显示:青蛙足表皮中蛙壶菌感染,未染色;箭头表示表皮内的菌体。


来自: 京港感染论坛
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