念珠菌冷战

白色念珠菌如何让我们的免疫系统“罢手”

白色念珠菌是我们“又爱又恨”的微生物之一,而且有充分的理由。虽然它通常被认为是我们的微生物群落的一部分,栖息在我们的肠道、生殖器、口腔和眼睛中,但这种真菌还可以引起多种疾病。有些疾病是轻微的,如皮肤刺激,但有些则可能更具挑战性,从鹅口疮到阴道炎,甚至危及生命的败血症,即血液和器官感染。

白色念珠菌如何引起感染一直是公共卫生的研究重点。了解它从正常定殖菌转变为潜在致命病原体的过程,可能有助于制定预防和治疗方案。然而,研究表明,这幅图景远比简单的微生物心态转变要复杂得多。事实证明,这种真菌可以控制我们的免疫力。

通常情况下,白色念珠菌呈酵母状,可以附着在任何表面,无论是生物的还是无生命的。当它进入人体后,会在我们的皮肤细胞上找到一个舒适的“家”。在这里,它可以愉快地生长而不会造成任何损害。但是,如果受到任何压力,例如免疫反应、pH值变化或盐和铁浓度改变,这个“朋友”就会变成“敌人”,开始产生一系列称为侵袭素的分子,这些分子会分解它曾视为家园的细胞。此时,真菌会从酵母状转变为真正的真菌,产生称为菌丝的长延伸,使其呈现出特有的毛茸茸的外观。一旦发生这种情况,就等于宣战了。

白色念珠菌并不一定想打仗;毕竟没有人能赢。因此,它发展出了维持和平的手段。实现这一目标的方法之一是通过一种称为群体感应(QS)的通讯方式。酵母细胞产生一系列化学物质,可以向该区域的其他细胞发出信号,并告诉它们该做什么。其中最重要的是法呢醇,它被产生以确保没有细胞进入菌丝阶段。即使细胞已准备好战斗,如果检测到这种化学物质,准备工作就会停止,酵母菌会恢复到更平静的状态。

但法呢醇似乎不仅仅用于控制战斗的微生物方面。根据上周发布的一项欧洲研究,这种分子也会抑制我们自身的免疫系统对“战争”的“食欲”。这个过程包括向我们自身军队的指挥官发送信号,以确保每个人都知道没有必要进行战斗。

该团队的第一个目标是一组已知会与酵母菌相互作用的细胞,即多形核粒细胞(PMNs),其中包括中性粒细胞、嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞。以往关于这些细胞与白色念珠菌之间相互作用的研究,显示出一些令人费解的结果。当它们相互接触时,PMNs似乎变得不那么活跃,更加平静。更有趣的是,当PMNs开始攻击时;如果附近有酵母菌,它们似乎会停止其活动。

在此基础上,实验相当直接。该团队首先从人体志愿者那里采集血液,并分离出PMNs。当它们在培养皿中稳定后,它们被单独暴露于法呢醇,或与白色念珠菌联合暴露。果然,这些细胞的战斗 readiness 降低了。它们对存在被刺激,并发出信号警告免疫系统附近可能存在问题,但对酵母菌没有采取任何行动。这就像一场冷战。

这一奇怪的结果促使研究人员关注免疫系统的另一个分支,即第二道防线。这些细胞被称为单核细胞和树突状细胞,它们会向身体其他部位发出即将受到攻击的信号。它们通过从区域出发并迁移到身体其他部位来做到这一点,同时向其他免疫细胞发出信号,要求增援。

与PMNs一样,单核细胞被分离出来,然后放入培养液中。有些被直接使用,而另一些则被允许分化为树突状细胞。当团队获得所需的细胞后,引入了法呢醇。正如预期的那样,这种化学物质导致了这个反应分支的功能障碍。细胞无法发出身体需要为战斗做准备的信号,并且它们的移动受到限制。它们根本无法离开附近区域。尽管这项研究没有阐明其机制,但结果却十分清晰;法呢醇迫使免疫系统做出和平反应。

法呢醇对整个系统的整体影响可能是和平的,但当将其扩展到整个生态区域时,这项研究的结果表明情况恰恰相反。虽然这种化学物质可能能够与酵母菌建立暂时的平静,但免疫系统的减弱可能会给其他不太和平的病原体带来攻击的机会。这也可能允许处于致病菌丝形态的任何白色念珠菌进行更强有力的入侵,从而带来更大的健康风险。

令人遗憾的是,作者们没有带来任何好消息。他们得出结论,法呢醇在白色念珠菌定殖和感染的背景下不仅无益,而且有害。这真令人遗憾,因为这种化学物质曾被认为可能是一种对抗该真菌的治疗方法。现在这个选择已经消失了,我们又一次被迫诅咒白色念珠菌。然而,这一次,并不是因为它糟糕的一面,而是因为它维持和平的尝试并不那么有帮助。

 

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自青少年时期起,Jason Tetro就把实验室视为他的第二个家。他在微生物学和免疫学方面的经验使他涉足多个领域,包括血液传播、食品和水病原体;环境微生物学;消毒和防腐;以及SARS、禽流感和寨卡病毒等新兴病原体。他目前是圭尔夫大学的访问科学家。在公众中,Jason更广为人知的名字是“The Germ Guy”(细菌 guy),他经常在媒体上以其有时非传统的视角解读科学。Jason著有两本书:《The Germ Code》(2014年入围年度科学图书奖)和《The Germ Files》(曾连续几周登上全国畅销书榜)。他还合编了《The Human Microbiome Handbook》(人类微生物组手册),该书从学术角度探讨了微生物对人类健康的影响。他住在多伦多。

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