为了这一代和将来世世代代保护和改善环境。——出自《人类环境宣言》
回到2009年,一位日本老妇人因耳道感染住进东京都老年医院。医生在她的外耳道分泌物中分离出一株真菌,后被证实是假丝酵母菌(又称念珠菌)属的新菌种,因此得名耳道假丝酵母菌(俗称耳念珠菌)。2011年,韩国发表耳念珠菌感染病例报告。该研究一共三个病例,其中两例来自于2009年获取的样本,一例则是从1996年保存下来的样本。三个病例都曾发生过持续性菌血症,其中两人死于并发症。
健客:《细菌传》在细菌传中讲过败血症,和菌血症有什么区别?
云飞:败血症和菌血症均属于感染性疾病,败血症是指病原微生物进入血液循环后,在血液中生长繁殖,并且产生毒素,从而造成全身炎症反应的疾病。菌血症是指病原微生物进入人体血液循环后,仅造成在血液中生长繁殖的状态,没有导致全身炎症反应的疾病。败血症患者除了有全身炎症反应外,还会有原发感染部位的症状,如肺部感染、肠道感染、泌尿系统感染等,患者表现为高热、畏寒、呼吸困难、头痛、肌肉酸痛、恶心、呕吐等症状。而菌血症患者一般没有原发感染部位的症状,可能出现体温升高,以及局部感染的症状,如局部皮肤破损后的红肿、疼痛等。败血症患者病情发展比较迅速,可能导致严重感染性休克、多脏器功能衰竭等;菌血症患者病情相对较轻。此外,败血症和菌血症均具有一定的传染性。
假丝酵母菌的主要特征是细胞呈球形、椭圆形、圆筒形、长条形,有时为不规则形;通过发芽繁殖,可形成假菌丝,少数形成厚膜孢子及真菌丝。假丝酵母菌为酵母型真菌,芽生酵母在特定条件下转为菌丝后致病力增强。按细胞壁甘露糖蛋白的主要抗原成分不同可分为A和B两种血清型,据报道,免疫功能正常人群中A型比B型多2倍,免疫功能缺陷者的A、B两型相等。假丝酵母菌的分子生物学特征之一是开放阅读框中CTG三联体密码通常编码丝氨酸,而不是传统的亮氨酸。
健客:又是酵母啊,假丝酵母菌分不同的血清型,细菌也有类似的情况,在《细菌传》中讲过。
云飞:嗯,温故知新。
健客:假菌丝和真菌丝如何区分呢?
云飞:假菌丝没有横隔,各细胞间仅以狭小的面积相连,呈藕节状,脱落之后,仍为单个细胞,故称之为假菌丝。真菌丝横隔处两细胞宽度一致。有研究表明,真菌丝代表一种独特的多细胞组织,它是由有限的真菌特异性创新和基因复制进化而来的,是古代真核生物功能的普遍选择和修饰。酵母是次级简化的生物,形成菌丝的能力降低,其生命周期的大部分时间都是单细胞。祖先特征状态重建意味着酵母来源于丝状祖先,因此它们代表了复杂性降低的经典例子。
健客:越进化越退化?有点烧脑啊!
云飞:哈哈,退一步海阔天空嘛。达尔文认为,生物界普遍存在变异,生物的变异是不定向的,随机的,而自然选择是定向的,自然条件是生物进化过程中的选择者,具体的自然条件不同,选择者就不同,选择的结果就不同,由于生物所在的环境是多种多样的,因此,生物适应环境的方式是多种多样的,经过自然选择就形成了生物界的多样性。进退都是自然选择的结果,都是生物适应环境的方式。
健客:又提到“开放阅读框”,DNA序列中具有编码蛋白质潜能的序列。
云飞:嗯,不错。
健客:CTG分别是胞嘧啶、胸腺嘧啶和鸟嘌呤,这讲过,但是三联体密码是什么意思?
云飞:哈哈,蛋白质由氨基酸组成。
健客:嗯,在《细菌传》中讲过,20多种氨基酸嘛,丝氨酸和亮氨酸位列其中。
云飞:遗传密码又称三联体密码,由三个连续的核苷酸组成,每个核苷酸包括一个碱基(A、C、G、U),因此CTG代表一个三联体密码。每个三联体密码对应一个氨基酸,需要说明的是大部分氨基酸由不止一个三联体密码编码。
假丝酵母菌的代表性临床致病菌种已发现约16种,包括白念珠菌和热带念珠菌、都柏林念珠菌、近平滑念珠菌、克柔念珠菌、耳念珠菌等非白念珠菌物种。耳念珠菌与希木龙念珠菌和葡萄牙念珠菌的进化关系比较密切,但与临床常见念珠菌如白念珠菌、热带念珠菌和近平滑念珠菌相对较远。事实上,之前提到的韩国病例报告一开始使用标准检验流程,鉴定出来是希木龙念珠菌等,直到后来使用DNA测序分析才证实为耳念珠菌。在国际抗真菌监测计划中,一组罕见念珠菌的调查显示,2009年之前耳念珠菌是相当罕见的。每年全球病例报告都会发现新的真菌物种,但其中绝大多数被证明是孤立的病例报告,没有什么值得恐慌的。中国内地最先由北京大学王辉教授团队于2018年报道该菌。基因组学研究证实,该菌基因组上存在多个毒力因子编码基因。磷脂酶、蛋白酶和溶血素在真菌入侵和感染宿主中发挥重要作用。耳念珠菌不同菌株的磷脂酶蛋白酶和溶血素活性差异很大,表明并非所有的耳念珠菌都是致病菌。
健客:又说到感染了,在《细菌传》中讲过。
云飞:嗯,真菌感染可分为浅度感染和深度感染。
真菌感染的治疗历史可以追溯到古代,当时人们使用各种天然物质来对抗感染。古埃及人和希腊人使用硫磺来处理皮肤真菌病。在中国,中草药如黄连、白鲜皮等也被用于治疗皮肤病。现在,提到真菌病,很多人首先会想到脚气,它就是由真菌感染引起的,一不小心就中招,发作时脚趾之间会变得非常痒,在医学上称为“足癣”,需要使用抗真菌药物进行治疗。常见的外用抗真菌药物包括复方酮康唑软膏、达克宁软膏、盐酸特比奈芬乳膏、联苯苄唑软膏等。其中,复方酮康唑软膏是目前使用时间最长的国产外用抗真菌制剂,该药除了可以用于治疗足癣外,对手癣、体癣、股癣等其它皮肤浅表真菌感染也有很好疗效;该制剂为复方制剂,不仅包括酮康唑抗真菌,还含有两种有效成分。丙酸氯倍他索激素可用于各种变态反应性疾病,如阴囊皮炎、接触性皮炎、各种湿疹、虫咬皮炎,还可用于银屑病、神经性皮炎的治疗;硫酸新霉素可用于细菌感染的治疗,如脓疱病、毛囊炎、创面继发感染。说到这个药,还要从“对越自卫反击战”说起。
1979年3月,中国军队对越自卫反击战结束后,不甘心失败的越军依然多次骚扰入侵中国。1984年新华社报道: 5年来,越军不断地向中国境内农场、村寨、学校开枪开炮,发射各种枪弹4万余发,打死打伤我边境军民235人。迫使边民离开家园,穴居岩洞。致使31793亩土地难以耕种和管理,数十万亩橡胶无法收割。52所学校被迫停课,学生不能上学读书……边疆各族人民强烈要求边防部队严惩越南侵略者,保卫祖国领土和边疆群众生命财产的安全!
1984年4月27日,中国军队进入部署的前沿阵地。28日5点56分,中国军队一颗信号弹腾空而起。布防在以船头村为中心的猛硐乡、芭蕉坪、交趾城等地的炮兵阵地上,伴随着中国军队加农炮、榴弹炮、迫击炮、火箭炮、加榴炮等257门各种火炮发射的阵阵巨响,颗颗炮弹飞向老山,覆盖了越军在老山及其越南田蓬、马林、杨万船头、都龙、金平的步兵阵地、炮兵阵地、指挥所和仓库等414个目标,顿时老山方向红了半边天。经过5小时20分的激烈战斗,中国军队攻下老山主峰。击毙、击伤越军900余人,摧毁越军火炮30余门、军车20辆。中国军队牺牲官兵233人。经过18天血战,中国边防部队收复老山、者阴山。
战争是残酷的。“4·28”战役之后,越军第2军区前指在河宣省(现河江省)北光县连续召开了三次军事会议,旨在反攻。6月11日,越军向老山及八里河东山组织了一次2个团规模的反击作战,被中国军队击退。6月12日,越军偷袭中国军队老山近那拉方向的阵地,守卫该阵地的2连几乎全部阵亡,侦察兵阵亡。天亮后中国军队1个排45人阵亡……南京军区、济南军区、兰州军区、北京军区、沈阳军区、成都军区等分别在老山战场轮战,打了近9年,最终,解放军收复老山、者阴山。
战争是艰苦的。闷热无比的猫耳洞滋生了大量细菌和真菌的生长。股癣和足癣严重影响了广大指战员的战斗力,52.7%的前线官兵因为癣病而继发其它疾病。中国人民解放军总后勤部向第二军医大学下达了研发皮肤药的紧急任务,上海长征医院皮肤科46岁的廖万清接到任务,复方酮康唑软膏研制成功,火速送往前线,取得了抗真菌有效率98%以上的疗效,解决了烂裆、阴囊糜烂等问题。战士亲切的称复方酮康唑软膏为“老山英雄药”、“万能良药”。
健客:这么重要的任务为什么要交给廖万清呢?
云飞:让我们认识一下廖万清吧。1961年,廖万清从中国人民解放军第四军医大学毕业,分配到第二军医大学长征医院皮肤科工作。1979年,41岁的廖万清意识到当时国内真菌研究的空白,下决心以此为研究方向,他坚持每天骑40分钟自行车到复旦大学微生物系当了一年“走读生”。在研发复方酮康唑软膏前,廖万清已经卓有成就。1980年,他带领团队发现了一种特殊的致病真菌,并将它命名为S8012格特隐球菌,S代表上海和第二军医大学第二附属医院,8012意为在1980年12月发现。多年以后,廖万清说:“那时候研究条件比较简陋,我就在窗子外面吊个老鼠笼养了20只老鼠做实验,我吃馒头,它也吃馒头。”该菌种已被美国微生物真菌保藏中心ATCC、比利时微生物真菌保藏中心BCCM、荷兰微生物真菌保藏中心CBS等多家保藏中心收录,向全世界供应,开始价格为184美元一株,目前价格已经涨到了376美元一株。廖万清自豪地说:“国外买到的菌种是第二代的,而我这里是原创的,这不仅是我个人的荣誉,也证明了中国人同样可以在世界真菌领域发声。”
健客:格特隐球菌会引发什么疾病呢?
云飞:隐球菌病,主要是肺炎和脑膜炎,也引起皮肤、骨骼或内脏器官感染。隐球菌属于担子菌门,包括30多个种,其中引起人类感染的主要有两种:新型隐球菌和格特隐球菌。据统计,人类的隐球菌感染,80%为新生隐球菌(多为免疫力下降的人群),20%为格特隐球菌,它俩长得非常像。
健客:它们长得像,住的近不近呢?
云飞:新生隐球菌最常见于鸽子粪;格特隐球菌主要存在于桉树中。
健客:真是英雄不问出处啊!感染途径呢?
云飞:通过呼吸道吸入环境适应能力较强的孢子(直径1-2微米),还有少部分可以通过消化道、破损的皮肤黏膜感染人类。面对真菌感染,不必草木皆兵,人类是有免疫屏障保护的。
2009年,廖万清当选中国工程院院士。他发现了9种新的致病真菌及其引起的疾病类型。同时,他还是一名临床医生。他曾参与救治一位右上肢真菌感染的农民,从皮肤一直烂到肌肉和血管。经过检查,该病人同时患有真菌感染和细菌感染,会诊后部分医生认为要截肢,但廖院士考虑后拒绝了这一方案,他坚持要保守治疗。在保全病人生命的前提下,尽可能地保证他未来的生活和劳动能力。一个多小时的救治时间过去了,在外科医生的保障下,病人坏死的部分被皮肤科医生全部清除,继续进行抗真菌协同治疗,没有出现不良反应,康复后身体和生活一切良好。他常说:“医生的工作是救治病人,要一切为了病人着想,不仅治疗疾病,还要尽可能保障他未来的生活状态。”2023年,廖万清荣获吴阶平医学奖。
健客:皮肤感染是浅度感染,如果真菌侵入到人体内部,将会对健康造成更严重的危害。我的理解对吗?
云飞:对的。真菌侵入人体组织、血液,并在其中生长繁殖导致组织损害、器官功能障碍和炎症反应,引发侵袭性真菌病(IFD)。
2021年,印度报告了超过4.5万例毛霉菌感染病例,超过4300人死亡。毛霉菌病又被称为毛霉病,是指自然环境中存在的毛霉目真菌引起的系统性真菌感染性疾病。近年来,由于造血干细胞移植、实体器官移植、肿瘤化疗、广谱抗生素及糖皮质激素、免疫抑制剂的广泛应用,侵袭性真菌感染的患病率呈显着上升趋势。据统计,全球每年约3亿人罹患严重的真菌感染,其中侵袭性真菌病年发病率约27.2例/10万例,且以每年0.9%的比例增加,致死率高达27.6%。侵袭性真菌感染主要与念珠菌和曲霉相关,占真菌感染的90%左右。
15年前发现的耳念珠菌已被认为是地球上最危险的真菌病原体之一。2023年3月20日,美国疾病控制和预防中心(CDC)表示,耳念珠菌正在以“惊人的速度”传播,目前已遍布美国一半以上的州,成为紧迫的公共卫生威胁。耳念珠菌可导致免疫系统较弱的人患上严重疾病,且具有耐药性。从2019年到2020年,美国的感染人数增加了59%,达到756人,2021年感染人数增加了95%,达到1471人,2022年感染人数进一步上升,达到2377人。纽约流行病专家贾韦德表示,新的发现“令人担忧”,由于感染通常发生在重病患者身上,因此主要任务是防止真菌传给医院重症监护病房的患者,但不幸的是,此类真菌具有极端生存和繁殖能力。
美国疾病控制和预防中心称,近一半感染了耳念珠菌的患者会在90天内死亡,但不清楚有多少死亡可以直接归咎于这种真菌。因为被感染的人通常还面临着其它多种健康问题,耳念珠菌既可能是直接死亡原因,也可能是与其它不良健康因素一起加速死亡的原因。
健客:之前韩国的病例报告说是死于并发症。
云飞:嗯,耳念珠菌受到高度关注,被称为超级真菌,因为致死率高、难治疗、难发现、生存能力强。事实上,健康人群感染耳念珠菌的风险很低。日常生活中保持良好的卫生习惯,大可不必担忧。
健客:怎能不焦虑,现在灾难片、惊悚片、恐怖片都拿真菌感染说事。
云飞:好像是啊,远的不说,2021年由美国和南非联合拍摄的影片《盖亚》、2022年德国电影《圈养》和2023年美剧《最后生还者》都是相关题材。虽纯属虚构,但不乏隐喻。在现实中,虫草菌并不会传播到人类身上,而耳念珠菌也不会像美剧里的虫草菌一样控制宿主行为使其变成丧尸。尽管如此,约翰霍普金斯大学公共卫生学院的微生物学家和免疫学家卡萨德瓦尔表示,耳念珠菌的出现是“可怕未来的前兆”。阿拉巴马大学伯明翰分校的传染病专家彼得也表示,这一新物种可以在首次出现后不到15年突然成为全球病原体——这非常值得注意。
卡萨德瓦尔着眼于这种致命真菌的兴起,认为可能是气候变化导致的。在某种程度上,我们还没有意识到温度在真菌感染中的保护作用,因为目前困扰动物和人类的大多数病毒和细菌疾病通常是从其他温暖的宿主那里获得的,这意味着它们已经适应了哺乳动物的温度,可以相对容易地传播。但是,当你专注于环境获得的微生物,特别是真菌时,情况就会发生变化。虽然许多自然环境中的真菌仍然无法在人类体温下存活,但有的真菌可以,有的真菌正在完成这种进化,也许耳念珠菌就是一个警告。全球变暖可能对真菌种群产生重大影响。首先,气候变暖可以改变耐热和易感物种的分布,有利于那些更耐热的物种,并为更多的环境真菌传播及其与人群更密切的接触创造条件。其次,在强大的选择压力下,耐热菌种的流行率可能会增加。
健客:真菌能否适应足够高的温度以威胁全人类呢?
云飞:哈哈,不是能否威胁,而是何时爆发,也许倒计时已经开始。
健客:我似乎看到免疫屏障岌岌可危,听到倒计时的滴答声。
云飞:关注人类必须关注自然,破坏环境无异于自杀。
刚刚过去的2024年6月5日是第53个世界环境日,反映了世界各国人民对环境问题的认识和态度,表达了人类对美好环境的向往和追求,是联合国鼓励全世界对环境的认识和行动的主要工具,也是联合国促进全球环境意识、提高对环境问题的注意并采取行动的主要媒介之一。让我们记住1972年6月5日,联合国在瑞典首都斯德哥尔摩举行第一次人类环境会议,通过了著名的《人类环境宣言》及保护全球环境的“行动计划”,提出“为了这一代和将来世世代代保护和改善环境”的口号。2024年世界环境日主题是“土地修复、荒漠化和干旱韧性”。在中国,各地各单位紧密围绕“全面推进美丽中国建设”,结合本地实际,组织开展了各项活动。
欲知后事如何,且听下回分解。