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致命真菌在汙染城市中進化 貓咪成傳播媒介

在巴西,一場由真菌引發的災難性流行病正在迅速演變。汙染、貓以及基因因素可能共同推動了這場難以遏制的傳播。巴西正面臨全球規模最大且持續時間最長的孢子絲菌病(sporotrichosis)疫情,這種主要透過貓傳播的真菌感染疾病引起了廣泛關注。

一項新研究揭示了導致該真菌傳播的關鍵線索,其中包括其驚人的遺傳多樣性。這表明,城市汙染物可能加速了它的進化過程。研究人員發現了一些分子標記,這些標記能夠提升診斷和治療的效果,同時強調了巴西孢子絲菌(Sporothrix brasiliensis)快速適應環境並增強毒力的能力。

由聖保羅聯邦大學安德森·梅薩斯·羅德里格斯博士領導的研究團隊,在聖保羅研究基金會(FAPESP)的支援下,揭示了巴西當前孢子絲菌病疫情的新見解。這是全球範圍內規模最大的此類真菌感染疫情,並且已經持續多年。

孢子絲菌病是一種慢性疾病,通常影響皮膚和淋巴系統,嚴重時還會累及內臟器官。它一般由屬於孢子絲菌屬(Sporothrix)的真菌引起。與其他大多數真菌感染不同的是,孢子絲菌病可以從動物傳染給人類,其中受感染的貓是主要的傳播源,透過抓傷、咬傷或接觸體液等方式將病原體傳遞給人類。

研究小組分析了104種孢子絲菌分離株,特別關注了3-羧基粘糠酸環化酶(CMC)基因,該基因編碼一種重要的抗原——Gp60-70。他們發現了79種不同的遺傳變異,顯示出了比之前認為更高的遺傳多樣性水平。分子分析表明,巴西孢子絲菌(Sporothrix brasiliensis)和施氏孢子絲菌(Sporothrix schenckii)具有高水平的多型性,暗示近期種群增長或適應性進化。

研究人員提出,暴露於常見的城市汙染物如苯、甲苯以及多環芳烴等物質可能促進了這一變化。這些化學物質作為環境壓力源,有利於那些具有更高CMC活性的真菌株系存活下來。由於CMC酶有助於透過β-酮戊二酸途徑分解芳香族化合物,這種適應性可能使這些菌株在汙染環境中獲得生存優勢。

此外,這項研究還預測了關鍵B細胞表位和保守糖基化位點——這些都是潛在的診斷、疫苗開發以及抗真菌療法的目標。S. brasiliensis中高頻率派生等位基因的存在表明快速適應現象,這可能導致更強的致病性。另外,CMC基因被證明比傳統標記更為有效的分子標記,提供了更好的分辨能力來區分菌株,並增強了流行病學監測。

作為最致命的孢子絲菌物種之一,Sporothrix brasiliensis是巴西疫情的主要驅動力。與其他種類相比,它表現出更大的致病性、傳播效率以及抗真菌藥物耐藥性。這場始於上世紀90年代末里約熱內盧的疫情已在全國範圍內蔓延,並擴充套件至鄰國,受到大量貓群數量、社會經濟挑戰以及疾病監控空白的影響。貓與貓之間以及貓與人類之間的傳播是S. brasiliensis快速擴散的重要因素。

羅德里格斯博士指出,這些發現為理解孢子絲菌進化及其毒性提供了新的分子視角。瞭解這些真菌適應性的機制對於開發更有效的工具來診斷、監控並控制人類與貓之間的孢子絲菌病傳播至關重要。

這項研究強調了加強真菌監測特別是那些因貓傳播而加劇地區的重要性。識別與毒性相關的遺傳標記可能會帶來新型控制策略,在人類和獸醫學領域都有助於應對這一日益嚴重的公共衛生危機。