救命的医疗器械也可能成为致命真菌感染的完美温床
超过3000万美国人依赖植入式医疗器械(如人工关节、心脏起搏器等)来改善生活质量。然而,将任何异物植入体内,也伴随引入致命真菌感染的风险。
佐治亚大学科学家最新研究发现,致病真菌白色念珠菌(Candida albicans)的一种转录调节蛋白如何协调多种基因,使人体内部的医疗器械被感染。
白色念珠菌通常是人体内无害的酵母菌,但若过度生长,可能引发酵母感染、鹅口疮,甚至威胁生命的侵袭性念珠菌病,导致器官衰竭。
可能藏匿感染的医疗器械包括导管、心脏起搏器、人工心脏瓣膜及人工关节。
“总体感染率各不相同……在美国每年大约稳定在50万至100万例之间,”本研究资深作者、佐治亚大学Franklin文理学院微生物系杰出研究教授Aaron Mitchell表示。
医疗器械上的生物膜带来感染风险
医疗器械为微生物提供了易于附着的表面,一旦形成生物膜,便难以穿透。
生物膜会释放细胞,感染深层组织,且通常对抗真菌治疗无反应。
对于白色念珠菌而言,生物膜的形成需要协调与黏附、细胞发育与成熟、低氧环境下生长相关的一组基因。新研究表明,转录因子Ume6的蛋白复合体可协调这些基因的表达。
新发现聚焦于Ume6蛋白,它可被视为“搭便车者”,通过与其他蛋白相互作用抵达目标位点。
把微生物生物膜想象成……保鲜膜,它让一群细胞黏在一起,并常常附着在表面。
——Aaron Mitchell,Franklin文理学院
“把微生物生物膜比作电影并不恰当,它更像保鲜膜,让一群细胞黏在一起,并在有表面(如植入装置)时附着其上,”Mitchell说。
“我们的发现解释了Ume6为何在驱动生物膜和菌丝形成方面如此高效:它的直接靶点包括众多已知在这些过程中必需的基因。”
该研究发表于《Nature Microbiology》,共同作者包括佐治亚大学的Eunsoo Do和Katharina Goerlich;卡内基梅隆大学的Joel McManus;曾在卡内基梅隆大学、现任职于加州大学旧金山分校的Manning Y. Huang;以及威斯康星大学麦迪逊分校的Robert Zarnowski和David R. Andes。