李和昌
天天刷牙、洗澡,你以為自己就清潔到位了嗎?在你身上“安營扎寨”的細(xì)菌少說也有上百億個,這還不包括無數(shù)的真菌。雖說在出生以前是絕對沒有菌落能招惹上你,但是它們占領(lǐng)新生兒的口腔和皮膚只需短短幾個小時。
當(dāng)你在看這篇文章的時候,就有一些孢子(真菌通過孢子進行繁殖)正通過口腔被吸入你的體內(nèi),另外一些生活在你身體里的真菌早就列隊準(zhǔn)備迎接孢子們的到來。真菌無處不在,大多數(shù)時候人類都能和這些菌落愉快相處。但在一些偶然的環(huán)境下,它們會化身為危險的“猛獸”。
“乘虛而入”念珠菌
俗話說:“病從口入。”在我們口腔中就生活著一種白色念珠菌,這種真菌是引起大多數(shù)人類真菌感染病例的罪魁禍?zhǔn)?。一旦離開人類或其他動物,白色念珠菌就無法生存。一般情況下,它們在我們體內(nèi)并不會傷害我們。不過,有時候這個不被我們注意的體內(nèi)“居民”會感覺“生活有點太單調(diào)了”,于是就開始迅速地大量繁殖,并引起一種名為“鵝口瘡”的感染性疾病。
這些真菌為什么如此突然就能夠迅速增殖?通常,我們的白細(xì)胞及身體內(nèi)的免疫系統(tǒng)會將真菌有效地控制在一個安全的水平。但當(dāng)白細(xì)胞數(shù)量過低或是抗生素影響到體內(nèi)其他的微生物群系時,這些體內(nèi)的失衡狀態(tài)就可能導(dǎo)致局部的真菌爆發(fā),并且有不斷加重的趨勢。健康人的血液具有很強的抵抗感染能力,因此真菌很少在血液中生活和繁殖。所以大多數(shù)真菌感染的患者在康復(fù)后不會有其他的并發(fā)癥。但科學(xué)家最近研究發(fā)現(xiàn),念珠菌可以越過這道堅固的防御,每年進入到數(shù)十萬人的血液系統(tǒng)中,并導(dǎo)致至少一半的患者死亡。念珠菌是怎么做到的?在科學(xué)家看來,一定程度上,真菌感染是患病后才發(fā)生的又一種全新的疾病。當(dāng)遭遇事故或在手術(shù)后,病人往往處在非常虛弱的狀態(tài)下,又或者患者剛進行了器官或干細(xì)胞移植,其免疫系統(tǒng)已經(jīng)被削弱或抑制。在這種情況下,人體就很難抵御真菌的進攻。而念珠菌非常善于抓住這些機會。
為了找到一種可以幫助免疫系統(tǒng)有效抑制白色念珠菌的方法,科學(xué)家們正致力于研究念珠菌是如何與白細(xì)胞相互作用的,這是一場微觀世界的偉大戰(zhàn)役。念珠菌會使用偽裝,它們會通過脫落自身一些小塊的細(xì)胞壁,以擺脫白細(xì)胞的捕捉。即使最終它們被白細(xì)胞捕獲,但并不意味著徹底地終結(jié)。當(dāng)位于白細(xì)胞內(nèi)時,念珠菌可以通過降低白細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)部的酸性,以避免被其消化。它們甚至還會以一些白細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)為食,幫助自己活下去。這也正是為什么念珠菌可以堅持存活到白細(xì)胞破裂,并繼續(xù)生長繁殖下去的主要原因。
“高能潛伏”隱球菌
相比白色念珠菌,隱球菌的“戰(zhàn)斗能力”則更為強悍。隱球菌甚至可以潛伏在白細(xì)胞內(nèi),隨著白細(xì)胞一起穿過它們自己根本無法通過的血腦屏障,之后隱球菌會迫使白細(xì)胞釋放自己,并引發(fā)腦膜炎。但與念珠菌不同的是,隱球菌并不是生活在我們身體里的真菌,它們通常只生長在土壤內(nèi)腐爛的植物當(dāng)中。
盡管我們大多數(shù)人在6歲時就開始接觸隱球菌,但之前人們一直認(rèn)為,這些隱球菌進入人類體內(nèi)生長并帶來疾病的概率是微乎其微的。然而,科學(xué)家們之前所認(rèn)為的這種不可能還是發(fā)生了,隱球菌開始感染并殺死曾經(jīng)健康的人們。十幾年前,一種新型的、被稱之為格特隱球菌的菌株在加拿大的溫哥華首次被發(fā)現(xiàn),之后它迅速傳播至美國西北地區(qū),并導(dǎo)致了數(shù)百人的死亡。
一個生活于植物當(dāng)中的真菌是如何在健康人體內(nèi)生存的?對于隱球菌來說,并沒有什么進化上的災(zāi)難性壓力,迫使它們不得不從植物進入到人體內(nèi)存活。但有一點,隱球菌主要依靠捕獲土壤中的單細(xì)胞變形蟲為食,而它們捕食的方式和白細(xì)胞攻擊體內(nèi)異物的方式非常相似。這一特性也許為隱球菌提供了一個“起始點”,意味著它們也有能力在人體內(nèi)存活,并在吞食過程中損傷宿主。迄今為止,由于只爆發(fā)過一次格特隱球菌引發(fā)的傳染性疾病,科學(xué)家們還很難確定到底是什么導(dǎo)致了這場災(zāi)難。科學(xué)家推測,可能正是當(dāng)時炎熱且干燥的夏天促使了格特隱球菌的爆發(fā)。
“高溫戰(zhàn)士”曲霉菌
如果你覺得可以生活在37℃下的隱球菌已經(jīng)很了不起甚至很可怕的話,那么,另一種名為“曲霉菌”的真菌,甚至可以生活在60℃的高溫環(huán)境下。足可以稱得上是真菌界的“高溫戰(zhàn)士”了。
曲霉孢子絕對算得上“無處不在”,有科學(xué)家甚至這樣形容它們的存在:“其實在你每一次呼吸的時候,它們都在試圖感染你。”霉菌意即“發(fā)霉的真菌”,是真核生物,蘑菇的近親,是所有能引起食物霉變的絲狀真菌的總稱。雖然當(dāng)今的醫(yī)學(xué)可以通過骨髓移植或化療來治療很多疑難性的血液疾病,但這些病人往往卻會再次因為感染曲霉菌而死亡,想要控制曲霉菌是一個巨大的挑戰(zhàn)。
研究人員發(fā)現(xiàn),有些家庭每立方米的空氣中就有600個霉菌菌落。這種真菌和它的孢子非常微小,并且具有很強的防水性。它們可以隨著最輕微的氣流起飛,并可以通過最好的空氣過濾器。同時,這種真菌孢子也非常“堅強”,它們能夠耐酸、耐干燥,同時對冷凍和高溫都有很好的耐受性。因此,這種真菌成為地球上最常見的真核生物,也就不足為奇了。真菌與動植物共同屬于真核生物,其最大的特點是細(xì)胞中含有細(xì)胞核(細(xì)菌或病毒缺少細(xì)胞核,被稱為“原核生物”)。也正因為如此,人類對抗真菌病原體則變得更加困難。
抗真菌感染最有效的藥物,則是一些唑類抗真菌藥物(唑類抗真菌藥可以阻斷大多數(shù)真菌細(xì)胞中的一種酶,起到破壞其細(xì)胞膜的作用)。過去認(rèn)為,只有在重復(fù)或長期接受這些藥物治療的患者身上,這些真菌才會逐漸發(fā)展出更強的抗藥性。最近科學(xué)家卻發(fā)現(xiàn),越來越多的患者直接感染的就是耐藥菌株。起初他們對此感到非常困惑,但后來他們發(fā)現(xiàn),在過去的幾十年中,唑類已經(jīng)成為了一種非?!傲餍小钡漠a(chǎn)品。它們被廣泛用于農(nóng)作物、農(nóng)產(chǎn)品或花卉植物中,以防止一些植物感染真菌;同時,唑類還是很多油漆和涂料的成分。毫無疑問,這些均導(dǎo)致了臨床上曲霉菌等真菌對唑類藥物的抗性。因為曲霉菌無處不在,并且基因交流的速度也非常快,所有這些抗藥性會很快傳播于整個世界的曲霉菌中。
與菌菌的持久戰(zhàn)
科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),真菌不會在短期內(nèi)引發(fā)大規(guī)模的流行性疾病,但也決不能低估真菌給人類帶來的傷害:每年大約有150萬人死于真菌之手。真菌有著非常復(fù)雜的生命周期,它們的生長和進化往往比細(xì)菌或病毒都要慢得多。真菌感染的患者往往在最初被誤診為細(xì)菌感染并進行治療,因而延誤了他們的最佳治療時間。我們一直忽略真菌給人類帶來的威脅。
真菌感染更是造成艾滋病患者死亡的最主要原因之一。有統(tǒng)計顯示,幾乎有一半的艾滋病死亡都是由真菌感染造成的。2020年艾滋病治療目標(biāo),即將相關(guān)死亡人數(shù)減少到50萬人以下。所以艾滋病患者未來并不是只有死亡一條路,他們只是生病了需要幫助。但如果科學(xué)家們在未來可以攻克真菌感染這一難題,將會為全世界醫(yī)療帶來巨大的收獲。如果每年能夠幫助60%的艾滋病患者克服真菌類感染,那么就可以拯救至少30萬人的生命,而他們的家人和孩子也將從中獲益。很多艾滋病毒感染者都生活在貧困國家,他們很難拿到針對艾滋病的處方藥物。而無效的治療則很可能導(dǎo)致他們白細(xì)胞數(shù)量下降,這也使得真菌的侵入變得更加容易。
實際上,全球死于侵襲性真菌感染的人數(shù)超過了死于瘧疾的人數(shù)。當(dāng)然,科學(xué)家并不認(rèn)為大規(guī)模的真菌性流行病即將到來。但隨著全球氣候變暖,是否在將來還會出現(xiàn)其他致命的新型真菌?這一問題很難回答,因為天氣的影響是非常不穩(wěn)定的。很多真菌不太喜歡寒冷的氣候,但隨著全球變暖和氣溫上升,也許會造成大量的真菌迅速出現(xiàn)和繁殖。真菌喜歡潮濕的土壤,因此干旱的環(huán)境也許刺激它們產(chǎn)生了更多的孢子,或者幫助它們盡可能地隨風(fēng)傳播擴散。
(責(zé)任編輯:曹偉 責(zé)任校對:司明婧)