Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Aspergillus terreus
Aspergillus terreus.jpg
Научная классификация редактировать
Королевство:Грибы
Разделение:Аскомикота
Учебный класс:Евротиомицеты
Заказ:Евротиалы
Семья:Trichocomaceae
Род:Аспергиллы
Разновидность:
A. terreus
Биномиальное имя
Aspergillus terreus
Том (1918) [1]

Aspergillus terreus , также известный как Aspergillus terrestris , представляет собой гриб (плесень), встречающийся во всем мире в почве. Хотя до недавнего времени считалось, что A. terreus являетсястрого бесполым,теперь известно, что он способен к половому размножению. [2] Этот сапротрофный гриб распространен в более теплом климате, например в тропических и субтропических регионах. [3] Помимо того, что A. terreus находится в почве,он также был обнаружен в таких местах обитания, как разлагающаяся растительность и пыль. [4] A. terreus обычно используется в промышленности для производства важных органических кислот, таких как итаконовая кислота и цис-аконитовая кислота, а также ферменты, такие как ксиланаза . [3] Он также был исходным источником препарата мевинолин ( ловастатин ), препарата для снижения уровня холестерина в сыворотке крови .

Aspergillus terreus может вызывать оппортунистическую инфекцию у людей с недостаточной иммунной системой. Он относительно устойчив к амфотерицину B , распространенному противогрибковому препарату. [5] Aspergillus terreus также производит aspterric кислоту и 6-hydroxymellein , ингибиторы пыльцы развития в Резуховидка Таля . [6]

Внешний вид [ править ]

Алеуриоконидии
Конидиальные головки Aspergillus terreus (слева) и алевриоконидии (справа), выращенные на модифицированном агаре Леониана

Aspergillus terreus имеет коричневатый цвет и темнеет с возрастом на питательной среде. [3] [7] На среде Чапека или агара с солодовым экстрактом (MEA) при 25 ° C (77 ° F) колонии имеют условия для быстрого роста и имеют гладкие стенки. В некоторых случаях они могут превращаться в хлопья, образуя мягкие пучки, похожие на волосы. [8] Колонии на агаре с солодовым экстрактом растут быстрее и образуют более плотные споры, чем на многих других средах. [7]

У Aspergillus terreus конидиальные головки компактные, двухрядные, густо столбчатые, достигающие в диаметре 500 × 30–50 мкм. Конидиеносцы A. terreus гладкие, гиалиновые, диаметром до 100–250 × 4–6 мкм. Конидии A. terreus маленькие, около 2 мкм в диаметре, шаровидные, с гладкими стенками и могут варьироваться от светло-желтого до гиалинового. [9] Уникальным для этого вида является образование алевриоконидий, бесполых спор, образующихся непосредственно на гифах, которые больше, чем фиалоконидии (например, 6–7 мкм в диаметре). Эта структура может влиять на то, как A. terreus проявляет себя клинически, поскольку она может вызывать усиленные воспалительные реакции. [4] [10][11]

Этот гриб легко отличить от других видов Aspergillus своей корично-коричневой окраской колонии и производством алевриоконидий. A. terreus является термотолерантным видом, поскольку он имеет оптимальный рост при температурах между 35–40 ° C (95–104 ° F) и максимальный рост в пределах 45–48 ° C (113–118 ° F). [12]

Экология [ править ]

Aspergillus terreus , как и другие виды Aspergillus , производит споры, которые эффективно рассеиваются в воздухе на различных расстояниях. [13] [14] Морфология этого гриба обеспечивает доступный способ глобального распространения спор в воздушном потоке. [15] Поднятие спорулирующей головки на длинном стебле над поверхностью роста может способствовать распространению спор по воздуху. [16] Обычно споры грибов выбрасываются в неподвижный воздух, но у A. terreus эта проблема решается с помощью длинного стебля и позволяет спорам разноситься в воздушные потоки, как ветер. [17] В свою очередь, A. terreusимеет больше шансов распространить свои споры в обширной географии, что впоследствии объясняет распространенность гриба во всем мире.

Несмотря на то, что A. terreus встречается во всем мире в теплой пахотной почве, он был обнаружен во многих различных местах обитания, таких как компост и пыль. [3] В конце концов споры грибов вступают в контакт с жидким или твердым материалом и оседают на нем, но только при подходящих условиях споры прорастают. Одним из важных условий для грибка является уровень влажности материала. Самая низкая активность воды (A w ), способная поддерживать рост грибка, составляет 0,78. [4] Толерантность к относительно низким условиям Aw может частично объяснять повсеместную природу этого вида, учитывая его способность расти в самых разных местах. [14]Почва для горшечных растений - это обычная среда обитания, поддерживающая рост A. terreus , а колонизированные почвы могут быть важными резервуарами внутрибольничной инфекции. [18] Другие места обитания включают хлопок, зерновые и разлагающуюся растительность. [4]

Геном [ править ]

В рамках Инициативы по широкому геному грибов, финансируемой Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний , в 2006 году было проведено секвенирование A. terreus . Результатом было 11,05-кратное покрытие последовательностей генома. A. terreus содержит 30-35 Мбит / с и примерно 10 000 генов, кодирующих белок. [11] [19] Выявление детерминант вирулентности в геноме A. terreus может способствовать разработке новых подходов к лечению заболеваний, связанных с A. terreus . Кроме того, поскольку A. terreus устойчив к обычному противогрибковому препарату амфотерицину B, механизмы, лежащие в основе его устойчивости, могут быть лучше поняты при исследовании на уровне генома.[11] [20]

Инфекция [ править ]

Aspergillus terreus не так часто, как другие виды Aspergillus, вызывает оппортунистические инфекции у животных и людей. Однако заболеваемость A. terreus растет быстрее, чем любым другим Aspergillus, и по этой причине он считается новым возбудителем инфекции. [21]

Как условно-патогенный микроорганизм он может вызывать как системные, так и поверхностные инфекции. [22] Вдыхание спор грибов, которые распространяются по дыхательным путям, вызывают типичную респираторную инфекцию. Могут возникнуть и другие инфекции, такие как онихомикоз и отомикоз . [22] [23] A. terreus обладает способностью вызывать серьезные эффекты у пациентов с ослабленным иммунитетом, у которых отсутствуют специфические иммунные клетки. В частности, длительная нейтропения предрасполагает людей и животных к этому грибковому заболеванию. [16] [21]

Aspergillus terreus не имеет адаптации с точки зрения изменения своей физической структуры при заражении человека или животного-хозяина. Гриб продолжает расти в виде характерных нитей гиф. Другие патогенные грибы обычно переходят на другую стадию роста, конверсию мицелия в дрожжи, чтобы лучше соответствовать их новой среде. У A. terreus этот процесс отсутствует . [16]

Растения [ править ]

На протяжении десятилетий A. terreus использовался в сельском хозяйстве как средство борьбы с патогенными грибами, разрушающими посевы. Однако в конце 1980-х годов исследователи описали A. terreus как грибковый патоген растений. Было показано, что такие культуры, как пшеница и райграс, заражаются инфекцией A. terreus . Совсем недавно исследователи обнаружили, что этот вид также может вызывать бактериальный ожог картофеля. Впервые это было описано в Индии. [24] Инфекция A. terreus может иметь важные последствия, поскольку картофель считается третьей по значимости продовольственной культурой в мире. [25]

Также было показано, что Aspergillus terreus нарушает мужской половой репродуктивный цикл в растительном модельном организме Arabidopsis thaliana . Его вторичные метаболиты , асперриновая кислота и 6-гидроксимеллеин, высвобождаемые грибом, подавляют выработку пыльцы, мужской гаметы растений. Поскольку Arabidopsis thaliana не может воспроизводиться, он бесплоден и не может дать потомство следующему поколению. В конечном итоге это влияет на генетическое разнообразие видов растений. [6]

Животные [ править ]

Aspergillus terreus может вызывать инфекцию у животных, но она распространяется на некоторые виды, такие как собаки и крупный рогатый скот. Было обнаружено , что A. terreus вызывает грибковые аборты у крупного рогатого скота. [8] [9] [16] У собак, особенно у немецкой овчарки , этот гриб также вызывает синусит . [16] Это может еще больше повлиять на собак из-за его распространения. Это может повлиять на другие части тела, включая такие органы, как селезенка и почки. [8] Кроме того, кость может быть поражена A. terreus, что может привести к остеомиелиту позвоночника . [11]

Очень немногие животные модели демонстрируют инфекции A. terreus . Некоторые успешные модели животных включают мышей и кроликов, у которых A. terreus сформировал легочный аспергиллез . Эти исследования важны, поскольку они доказывают, что грибковая инфекция может вызывать заболевание. [26]

Люди [ править ]

У людей A. terreus менее часто встречается в качестве патогена, чем другие виды, в первую очередь A. fumigatus , A. flavus и A. niger . [21] [23] Хотя A. terreus реже встречается в клинических образцах, он демонстрирует доказательства устойчивости к амфотерицину B, что коррелирует с высокой скоростью распространения и общим плохим прогнозом. [21] [27]

Aspergillus terreus вызывает оппортунистические инфекции в основном у людей с ослабленным иммунитетом, таких как пациенты с ХОБЛ, принимающие кортикостероиды , больные раком, получающие химиотерапевтическое лечение, или пациенты с ВИЧ / СПИДом. [16] У иммунокомпетентного человека вдыхание спор вызывает немедленное высвобождение макрофагов и нейтрофилов. У индивидуума с ослабленным иммунитетом этот ответ менее выражен. Большинство из этих людей страдают нейтропенией, что делает их менее способными защищаться. Кроме того, A. terreus выделяет токсичные метаболиты, которые атакуют иммунные клетки, такие как нейтрофилы, которые создают подходящие условия для роста грибка. [23]

Инфекция Aspergillus terreus может привести к поверхностным инфекциям у людей. Они влияют на внешний слой тела. Обычно его выделяют от онихомикоза, который представляет собой инфекцию кожи и ногтей человека. [8] [9] Заболеваемость онихомикозом, вызванным A. terreus (не распространенным дерматофитом ), увеличивается. Это самая часто встречающаяся поверхностная инфекция в клиниках и больницах. [22] Другая распространенная поверхностная инфекция, вызываемая A. terreus, включает отомикоз (инфекцию уха), которая в основном выделяется у пациентов, перенесших недавно хирургические операции. [4] [9]

Кроме того, инфекция A. terreus может привести к четырем основным системным исходам заболевания: [3]

  • Аллергический бронхолегочный аспергиллез
  • Аспергиллезный бронхит и инвазивный аспергиллезный трахеобронхит
  • Инвазивный (легочный) аспергиллез
  • Диссеминированный аспергиллез

Хотя все четыре исхода болезни могут представлять большой риск для здоровья человека; инвазивный аспергиллез обычно приводит к самым высоким показателям смертности и заболеваемости среди людей. [11] Эпидемиологические исследования показали, что частота возникновения инвазивного аспергиллеза, вызванного A. terreus, увеличилась по сравнению с другими видами этого рода. [28] Инфекция A. terreus вызывает 100% -ную смертность людей, зараженных инвазивным аспергиллезом. По сравнению с 20 другими видами Aspergillus , инфекция A. terreus ассоциируется с худшим прогнозом и высокой смертностью. Фактически, инвазивный аспергиллез был назван ведущей причиной смерти при лейкемии и трансплантации стволовых клеток.пациенты. [11]

Лечение и профилактика [ править ]

Лечение A. terreus является клинически сложной задачей из-за его почти полной устойчивости к амфотерицину B , альтернативному препарату для лечения серьезных грибковых инфекций. [11] [21] Однако некоторые новые препараты, такие как вориконазол , позаконазол и каспофунгин , показали себя многообещающими при лечении этого агента. [29]

Лабораторная идентификация A. terreus по клиническим образцам также может быть затруднена. В настоящее время для этого вида недоступны быстрые иммунологические тесты, и его правильная идентификация зависит от культуры. Штаммы A. terreus имеют тенденцию к мутации в организме животного-хозяина, что приводит к значительному уменьшению или потере характерных головок спор в первичной культуре. Такие штаммы продолжают продуцировать небольшие алевроконидии, похожие по внешнему виду на алевриоконидии Blastomyces dermatitidis .

В одном исследовании было обнаружено , что почти треть инфекций A. terreus в больницах связана с наличием горшечных растений. [21] Уничтожение горшечных растений в палатах пациентов с иммунодефицитом может сыграть роль в профилактике заболеваний. A. terreus также был описан во многих исследованиях как обычный для больниц из-за строительства и ремонта вне больниц. Количество почвы и мусора, повторно попавших в воздух, способно перемещаться по воздуху и заражать пациентов с ослабленным иммунитетом. [30] Простой способ принять профилактические меры - обеспечить хорошую фильтрацию и вентиляцию воздуха в палатах больницы. Удаление инокулята является ключом к профилактике внутрибольничной инфекции путемA. terreus . [31]

Промышленное использование [ править ]

Aspergillus terreus продуцирует ряд вторичных метаболитов и микотоксинов , включая территрем А, цитреовиридин , цитринин , глиотоксин , патулин , террейн, террейновую кислоту и терретонин. [11] Грибок также производит вторичный метаболит, называемый ловастатином, мощным лекарством для снижения уровня холестерина в крови у людей и животных. Это ингибитор одного из ферментов, ответственных за катализирующие стадии биосинтеза холестерина. Ловастатин обычно производится в условиях ферментации гриба. Быстрый рост нитчатых гиф у видов A. terreusможет привести к низкому производству ловастатина. Для увеличения производства этого метаболита A. terreus необходимы важные питательные вещества во время ферментации. В этом случае углерод и азот очень важны для продуктивности ферментации, которая, в свою очередь, также увеличивает биомассу метаболита ловастатина. [32] Штаммы A. terreus используют глицерин и глюкозу в качестве лучших источников углерода для производства ловастатина. [33] Он также используется для производства препарата симвастатин, который химически родственен ловастатину и используется для снижения уровня холестерина. [34]

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Thom C, Church MB (1918). « Aspergillus fumigatus , A. nidulans , A. terreus n. Sp. И их союзники». Американский журнал ботаники . 5 (2): 84–104. DOI : 10.2307 / 2435130 . JSTOR  2435130 .
  2. ^ Arabatzis M, Velegraki A (2013). «Половое размножение у условно-патогенного микроорганизма человека Aspergillus terreus» . Mycologia . 105 (1): 71–9. DOI : 10.3852 / 11-426 . PMID 23074177 . S2CID 9584227 .  
  3. ^ a b c d e «Грибковые инфекции Aspergillus terreus» . Ведущее международное образование по грибам . Проверено 13 октября 2013 года .
  4. ^ a b c d e "Aspergilus terreus" . Университет Миннесоты. Архивировано из оригинального 23 сентября 2015 года . Проверено 13 октября 2013 года .
  5. ^ "Aspergillus terreus" . Доктор грибов. Архивировано из оригинала 3 декабря 2013 года . Проверено 14 октября 2013 года .
  6. ^ а б Шимада, А; Кусано, М; Такеучи, S; Fujioka, S; Инокучи, Т; Кимура, Y (2002). «Асптерриновая кислота и 6-гидроксимеллеин, ингибиторы развития пыльцы Arabidopsis thaliana, продуцируемые Aspergillus terreus». Журнал биологических наук . 57 (5–6): 459–464. DOI : 10.1515 / ZNC-2002-5-610 . PMID 12132685 . S2CID 37714214 .  
  7. ^ a b Самсон, РА; Hoekstra, ES; Фрисвад, JC (2004). «Введение в пищевые и воздушно-капельные грибы». Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  8. ^ a b c d "АСПЕРГИЛЛ ТЕРРЕУС" (PDF) . IMI Описание грибов и бактерий № 1253 . Проверено 14 октября 2013 года .
  9. ^ a b c d "АСПЕРГИЛЛ ТЕРРЕУС" (PDF) . CMI Описание патогенных грибов и бактерий № 95 . Проверено 13 октября 2013 года .
  10. ^ Ласс-Florl, Корнелия (2012). «Aspergillus terreus: Как размер инокулята и характеристики хозяина влияют на его вирулентность» . Журнал инфекционных болезней . 205 (8): 1192–1194. DOI : 10.1093 / infdis / jis185 . PMID 22438395 . 
  11. ^ a b c d e f g h «Сравнительный анализ появляющегося грибкового патогена, Aspergillus terreus» (PDF) . 2006. Архивировано из оригинального (PDF) 15 августа 2006 года .
  12. ^ Андерсон, К. Х. Домш; В. Гамс; Трауте-Хайди (1980). Сборник почвенных грибов (2-е изд.). Лондон, Великобритания: Academic Press. ISBN 9780122204029.
  13. ^ Hedayati, MT; Паскуалотто, Предупредить; Бойер, Деннинг (2007). «Aspergillus flavus: человеческий патоген, аллерген и продуцент микотоксинов» . Журнал медицинской микробиологии . 153 (6): 1677–1692. DOI : 10.1099 / mic.0.2007 / 007641-0 . PMID 17526826 . Проверено 9 ноября 2013 года . 
  14. ^ а б «Аспергиллы» . Проверено 9 ноября 2013 года .
  15. ^ «ГРИБЫ Воспроизводящих асексуальны СПОСОБЫ конидий» . Музей Нью-Брансуика. Архивировано из оригинального 13 ноября 2013 года . Проверено 10 ноября 2013 года .
  16. ^ a b c d e f Саммербелл, Ричард. «Лекция 9 - Оппортунистические микозы I: аспергиллез, споротрихоз, зигомикоз и риноспоридиоз» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 2 декабря 2013 года.
  17. ^ Фогель, Роберт. «Распространение спор: большая авантюра» . Архивировано из оригинала 18 января 2004 года . Проверено 10 ноября 2013 года .
  18. ^ Hedayati, MT; Мохсени-Бандпи, Моради (2004). «Исследование патогенных грибов в образцах почвы горшечных растений из больниц Сари, Иран». Журнал госпитальной инфекции . 58 (1): 59–62. DOI : 10.1016 / j.jhin.2004.04.011 . PMID 15350715 . 
  19. ^ «Геномы» . КАДРЕ. Архивировано из оригинального 27 июля 2012 года . Проверено 15 октября 2013 года .
  20. ^ «Описания» . ШИРОКИЙ институт . Проверено 15 октября 2013 года .
  21. ^ a b c d e f Ласс-Флорл, Корнелия; Грифф К .; Mayr A .; Petzer A .; Gastl G .; Bonatti H .; Freund M .; Kropshofer G .; Диерих М .; Начбаур Д. (2005). «Эпидемиология и исходы инфекций, вызванных Aspergillus terreus: 10-летний опыт работы в одном центре» . Британский журнал гематологии . 131 (2): 20–207. DOI : 10.1111 / j.1365-2141.2005.05763.x . PMID 16197450 . S2CID 28216328 .  
  22. ^ a b c Фернандес, Мариана; Рохас Ф .; Cattana M .; Sosa M .; Mangiaterra M .; Джузиано Г. (2013). «Комплекс Aspergillus terreus: эмерджентный условно-патогенный агент онихомикоза». Микозы . 56 (4): 477–481. DOI : 10.1111 / myc.12061 . PMID 23448599 . S2CID 35391600 .  
  23. ^ a b c «Аспергиллез» . Проверено 10 ноября 2013 года .
  24. ^ Луи, B; Рой П .; Саяника Д .; Талукдар Н. (2013). «Aspergillus terreus Thom - новый патоген, вызывающий некорневую болезнь картофеля» (PDF) . Патология растений и карантин . 3 : 29–33. DOI : 10.5943 / Ppq / 3/1/5 .
  25. ^ Молина, штат Луизиана. "Факты и цифры" . Международный центр картофеля . Проверено 12 ноября 2013 года .
  26. ^ Ласс-Florl, Корнелия (20 марта 2012). «Aspergillus terreus: Как размер инокулята и характеристики хозяина влияют на его вирулентность» . Журнал инфекционных болезней . 205 (8): 1192–1194. DOI : 10.1093 / infdis / jis185 . PMID 22438395 . 
  27. ^ Slesiona, S .; Ибрагим-Гранет, О .; Олиас, П .; Brock, M .; Якобсен, И.Д. (20 марта 2012 г.). «Модели мышиной инфекции для Aspergillus terreus легочного аспергиллеза выявляют долговременную стойкость конидий и дегенерацию печени» . Журнал инфекционных болезней . 205 (8): 1268–1277. DOI : 10.1093 / infdis / jis193 . PMID 22438397 . 
  28. ^ Бэддли, JW; Папас, PG; Смит, AC; Мозер, С.А. (8 декабря 2003 г.). «Эпидемиология Aspergillus terreus в университетской больнице» . Журнал клинической микробиологии . 41 (12): 5525–5529. DOI : 10.1128 / JCM.41.12.5525-5529.2003 . PMC 308992 . PMID 14662934 .  
  29. ^ Голдберг, SL; Геха, диджей; Маршалл, ВФ; Внутрь, DJ; Hoagland, HC (1 июня 1993 г.). «Успешное лечение одновременного заражения легочной Pseudallescheria boydii и Aspergillus terreus пероральным итраконазолом» . Клинические инфекционные болезни . 16 (6): 803–805. DOI : 10.1093 / clind / 16.6.803 . PMID 8392389 . 
  30. ^ Флинн, Патрисия; Williams B .; Hetherington S .; Williams B .; Giannini M .; Пирсон Т. (1993). «Aspergillus terreus во время ремонта больницы». Инфекционный контроль и больничная эпидемиология . 14 (7): 363–365. DOI : 10.1086 / 646761 . JSTOR 30148315 . PMID 8354865 .  
  31. ^ Hoog, GS "Патогенность" . Микобанк . Проверено 4 ноября 2013 года .
  32. ^ Лопес, JL; Perez JL; Севилья JM; Фернандес Ф.Г .; Grima E .; Чисти Ы (2003). «Производство ловастатина Aspergillus terreus: влияние соотношения C: N и основных питательных веществ на рост и производство метаболитов» (PDF) . Ферментные и микробные технологии . 33 (2–3): 270–277. CiteSeerX 10.1.1.562.5554 . DOI : 10.1016 / s0141-0229 (03) 00130-3 .  
  33. ^ Сакач, G; Моровян Г .; Тенгерды Р. (1998). «Производство ловастатина диким штаммом Aspergillus terreus». Письма о биотехнологии . 20 (4): 411–415. DOI : 10,1023 / A: 1005391716830 . S2CID 20240260 . 
  34. ^ Cechinel-Filho, Valdir (2012). Биоактивные вещества растений и открытие лекарств: принципы, практика и перспективы . Хобокен, Нью-Джерси: Джон Уайли и сыновья. п. 104. ISBN 9780470582268. Архивировано 5 марта 2016 года.