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病原真菌与“协同健康”

时间:2019-12-24 15:40来源:网络整理 浏览:
全球真菌威胁进入新世纪以来,一场两栖动物世界爆发的危机引发了人们对真菌的担忧。蛙壶菌,作为一个在1998年新发现的真菌物种,被认为是半个世

全球真菌威胁

进入新世纪以来,一场两栖动物世界爆发的危机引发了人们对真菌的担忧。蛙壶菌,作为一个在1998年新发现的真菌物种,被认为是半个世纪以来导致两栖动物数量急剧下降的主要凶手之一。感染了蛙壶菌的许多两栖动物经历了极其痛苦的死亡过程——表皮增生、大量蜕皮直至最后心跳停止死去。这场灾难影响了两栖动物王国将近500个物种,造成了90多个物种的灭绝。然而,蛙壶菌还只是真菌“杀手”中的一分子,病原真菌和植物、动物以及人类之间尚有许多不得不说的“故事”。

蛙壶菌感染致死的两栖类蛙壶菌感染致死的两栖类

病原真菌与协同健康

长期以来,公众对于病原真菌的危害一直知之甚少,人类对抗病原真菌的“战争”一直在隐秘而激烈地进行着。病原真菌的“侵略”严重威胁着植物王国、动物王国以及人类社会。相应的,我们对病原真菌的抗争一直在围绕三条“战线”展开:植物健康、动物健康以及人类健康。一直以来,这三条“战线”在“实战”中相对独立,但事实上,植物健康、动物健康以及人类健康“三位一体”,相互关联。

病原真菌与植物健康:植物构成了生产者的主要部分,不仅是人类和绝大多数动物的美食,也是许多病原真菌的“美食”。植物的健康涉及食物供应、生态平衡以及气候变化。超过70%的植物杀手为真菌,每年植物病原真菌给人类带来巨大的粮食与财产损失。受植物病原真菌影响的作物包括小麦、水稻、玉米等饭桌上常见的粮食产品。其中,仅病原真菌导致的水稻稻瘟病即可造成全球水稻减产10%-30%,而这些水稻足够养活6000万人。然而这对于其余的8000多种植物病原真菌来说还不过是冰山一角。植物病原真菌也严重地威胁着生态系统。栗疫病菌导致了数十亿的美洲栗木的死亡,树木的大量死亡会导致生态系统失衡,加剧温室效应,进而导致许多高纬度地区的“大门”向其它动物和人类病原真菌敞开。

 受稻瘟病菌影响而枯萎的水稻 受稻瘟病菌影响而枯萎的水稻

病原真菌与动物健康:几乎没有动物可以逃脱病原真菌的“魔爪”。动物病原真菌带来的灾难,不仅横扫两栖动物王国,也影响着从昆虫到哺乳类的诸多动物。由真菌导致的蝙蝠白鼻病将北美的许多蝙蝠物种带到了灭绝的边缘,而许多蝙蝠扮演着植物的“传粉使者”的角色。不难想象,在蝙蝠中发生的灾难,很有可能也会影响到一些植物的生存和繁衍,造成生态系统失衡。许多动物病原真菌有着“丰盛的食谱”,在他们的“食谱”上,人和动物都是平等的。他们不但可以侵染动物,也可对人类健康造成巨大威胁。例如,在加拿大温哥华岛爆发的格特隐球菌病疫情就给许多人类、家畜和野生动物带来了巨大灾难。因此,动物病原真菌与植物、生态、人类健康也有着不可分割的联系。

病原真菌感染对野生动物有着极高的致死率病原真菌感染对野生动物有着极高的致死率

病原真菌与人类健康:病原真菌在我们身上也欠下“累累血债”。全世界每年约有3亿人罹患严重的真菌感染,其中超过160万条生命被真菌感染吞噬,而且目前一线抗真菌药物种类极度匮乏,导致真菌感染致死率居高不下。更让人胆战心惊的是,在长时间和我们“斗智斗勇”的过程中,人类病原真菌正在不断突破自己的“上限”。比如,一种名叫新生隐球菌的病原真菌一般被认为主要感染免疫缺陷患者,但是在我国,它发展出了“特殊爱好”,具有明显感染免疫健全人群的倾向。另外,近年来多重耐药的“超级真菌”在全球范围内大流行,导致本来已经非常严峻的真菌防控形势雪上加霜。不仅如此,很多真菌可以利用有性生殖过程进行高效的基因组“改造”,促成形形色色的“超级杀手”后代在自然界中的快速涌现。这意味着,要想在与真菌对抗中取得优势,我们不能只是平稳推进,而是需要大幅提速。

从左向右依次为曲霉菌、念珠菌以及隐球菌从左向右依次为曲霉菌、念珠菌以及隐球菌

协同健康-应对病原真菌的良策:病原真菌给人类造成的威胁通过植物、动物、生态环境等“多战线”展开,任何“战线”的失败都会给人类造成不可估量的损失,上述的案例警示我们,保证我们周围所处生态环境以及动植物的健康,是抵抗真菌侵袭的有效手段。正如2003年《华盛顿邮报》所引用的William Karesh博士的观点:“不可分开谈论人类、家禽以及野生动物的健康,世界需要协同健康(One Health),它的实现需要不同学科专家群策群力”。“One Health”作为世界一体化健康理念,意指以多学科、多国家协同合作,为人类健康、动物健康、植物健康、生态环境健康构成的一个健康整体而努力。因此,“One health”是解决病原真菌威胁的一剂“良药”。

One health 研讨会——病原真菌研究的未来发展方向

为了应对病原真菌的威胁,更好地实现人类、动植物以及环境的“协同健康”,美国微生物学会于2017年10月在华盛顿召开了以“One health”为主题的第二届真菌学研讨会。会议聚集了来自于真菌学领域的二十多位国际知名专家学者,形成了一个跨学科的专家组,对如何应对人类、动物以及植物病原真菌展开了讨论。研讨会主席由来自于杜克大学的Joseph Heitman教授(杜克大学分子遗传学与微生物学学院院长)担任。会议以“One Health: Fungal Pathogens of Humans, Animals, and Plants(协同健康:人类、动物以及植物病原真菌)”为议题,聚焦病原真菌对人类造成的巨大影响,总结了几类严重威胁人类生命健康与农业安全的病原真菌的种类,分析了真菌对农业,物种多样性以及人类健康所带来的严峻挑战,并归纳了目前对真菌疾病的预防以及治疗的相关策略。研讨会专家一致认为,对抗病原真菌不应仅仅侧重于人类健康,还需兼顾生态环境、动植物以及人类的“协同健康”。基于此,会议认为针对病原真菌未来研究,需要全球真菌学家跨国家,跨领域的合作。详细内容见会议报告One Health: Fungal Pathogens of Humans, Animals, and Plants(http://www.asmscience.org/content/colloquia.56)。

真菌学研讨会纪要报告真菌学研讨会纪要报告

New “baker’s dozen”——病原真菌界的新征程

研讨会聚焦病原真菌对 “协同健康”的影响,向未来病原真菌界的发展提出了13(baker’s dozen)条建议,规划了未来病原真菌界的新征程,对未来真菌学研究重点、真菌资源共享、真菌学人才培养以及发展方向的建议如下:

1、报告及跟踪导致人类、动物以及植物患病的真菌感染疾病

2、进行持续的全球真菌物种的普查

3、组织对人体微生物组中真菌类群的普查

4、支持和维护相关的真菌基因组数据库

5、支持真菌菌种资源的持续调查与搜集

6、研发新型真菌诊疗手段

7、调查真菌抗药性分子机制

8、持续并加强真菌生理学、经典真菌学、遗传学、基因组学以及病原学方面人才的培养

9、确定人、动物以及植物新发病原真菌以期预判与管控恶性真菌暴发性感染

10、完成更多的真菌物种的基因组测序

11、研发植物真菌疾病的新型预防策略

12、寻找保护蛙类、蝾螈类、蝙蝠以及其他动物免受真菌侵袭的有效方法

13、推动和支持不同研究方向的真菌学家进行讨论、交流以促进多学科的协同发展

总结

面对病原真菌的威胁,病原真菌各研究领域显然不能各自为战。面对病原真菌带来的全球性的“大健康问题”,全球病原真菌的研究亟需一个跨领域,跨地区的规划和统筹。我国是受病原真菌危害的重灾区,加强病原真菌的防控工作迫在眉睫。一方面,我们要积极倡导国际交流合作,借鉴国外的病原真菌防控体系;另一方面,我们也亟需加强科普宣传工作,提高公众对病原真菌及其危害的认识,开展和加强国内病原真菌领域的资源信息共享、创新研究、人才培养和平台建设,建立健全病原真菌重大病害预测预警、分子检测和诊断治疗为一体的综合防治集成,从而最终让人类远离病原真菌的困扰。

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