Каннингемелла бертхоллеция
Виды грибов

Каннингемелла бертхоллеция
Научная классификация Редактировать эту классификацию
Домен:Эукариоты
Королевство:Грибы
Разделение:Мукоромицеты
Сорт:Мукоромицеты
Заказ:Мукоровые
Семья:Cunninghamellaceae
Род:Каннингемелла
Разновидность:
C. bertholletiae
Биномиальное имя
Каннингемелла бертхоллеция
Штадель (1911)

Cunninghamella bertholletiae — это вид зигомицетовых грибов в порядке Mucorales . [1] Он встречается по всему миру, с повышенной распространенностью в средиземноморском и субтропическом климате. [2] Обычно он растет как сапротроф и встречается в самых разных субстратах, включая почву, фрукты, овощи, орехи, сельскохозяйственные культуры, а также отходы жизнедеятельности человека и животных. [2] Хотя инфекции все еще редки, C. betholletiae становится оппортунистическим человеческим патогеном, в основном у людей с ослабленным иммунитетом , больных лейкемией и людей с неконтролируемым диабетом . [1] [2] [3] Инфекции Cunninghamella bertholletiae часто являются высокоинвазивными и могут быть более трудными для лечения противогрибковыми препаратами, чем инфекции, вызванные другими видами Mucorales , что делает быстрое и точное распознавание и диагностику микозов , вызванных этим грибом, важной медицинской проблемой. [2] [3]

Рост и морфология

Cunninghamella bertholletiae растет как плесень . [3] Отдельные клетки выглядят гиалиновыми , но массы грибов имеют более темный цвет. [4] Колонии изначально кажутся белыми, а затем становятся серыми и порошкообразными, когда они спорулируют . [4] Cunninghamella bertholletiae демонстрирует очень быстрый рост на агаре Сабуро (до 20 мм в день), что отличает ее от представителей Ascomycota и Basidiomycota . [ 2] Однако известно, что культивирование клинических материалов, инфицированных этим видом, дает ложноотрицательные результаты. [3] Этот вид имеет очень широкие (10-20 мкм), асептированные или частично септированные гифы , что способствует высокой способности к цитоплазматическому течению . [2] Цитоплазматическое течение обеспечивает быструю диффузию питательных веществ из локального источника питательных веществ, что вызывает высокие скорости роста и быстрое истощение питательных веществ в культуре или на ограниченных субстратах. [2] Как и другие представители порядка Mucorales, C. bertholletiae является термотолерантным, [3] с максимальной температурой роста 45-50˚C. [2] [4]

Гифы разветвляются под прямым углом и могут казаться скрученными. [2] При росте в животной ткани гифы распространяются во всех направлениях. [2] Cunninghamella bertholletiae производит споры в шаровидных спорангиях на вершинах спорангиеносцев, которые обычно достаточно высокие, чтобы их можно было увидеть без микроскопа. [2] Спорангиеносцы различаются по длине и разветвляются в стороны, образуя концентрические круги более коротких ветвей. [2] У них отсутствуют колумелла и апофиз, присутствующие в спорангиеносцах многих других видов Mucorales . [ 2] Из-за внешнего вида плесени в этом таксономическом порядке (длинный стебель с круглым, направленным вверх кончиком), представители часто называются «булавочными плесенями». [2] В отличие от других представителей Mucorales, виды Cunninghamella производят только одну спору в каждом спорангии. [2] Спорангии образуют ореол вокруг центральной круглой везикулы на верхушке спорангиофора. [2] Споры имеют круглую или овальную форму и шероховатые, с небольшими шипами или бородавчатыми выступами. [4] Гифы C. bertholletiae могут образовывать или не образовывать ризоиды у основания спорангиофоров. [2]

Физиология и репродукция

Из энциклопедии Отто.
Образование зигоспор путем спаривания двух гаметангиев.

Как упоминалось ранее, C. bertholletiae растет гифально и размножается бесполым путем с помощью ветвящихся спорангиеносцев. В отличие от диморфных патогенных грибов, [2] рост C. bertholletiae подавляется циклогексимидом . [2]

Как представитель Zygomycota , половое размножение у C. bertholletiae происходит посредством образования зигоспор . [2] В частности, в случае C. bertholletiae гетероталличное спаривание происходит, когда гифы противоположных типов спаривания стимулируются взаимно секретируемыми феромонами , чтобы расти навстречу друг другу и дифференцироваться в гаметангии . [2] Когда они встречаются, эти гаметангии сливаются ( плазмогамия ) и образуют многоядерный , дикариотический зигоспорангий, окруженный суспензорными клетками, полученными из участвующих гиф. [2] Каждый зигоспорангий производит одну зигоспору, которая после периода покоя от нескольких недель до месяцев подвергается ядерному слиянию ( кариогамии ) с образованием диплоидного ядра . Затем диплоидное ядро ​​претерпевает мейоз , и хромосомы рекомбинируют, образуя рекомбинантные геномы потомства. [2] Образуется гермоспорангий, содержащий гаплоидные споры, которые высвобождаются в окружающую среду, чтобы инициировать рост нового мицелия . [2]

Cunninghamella betholletiae не используется широко в промышленности, но применяется в промышленной биоконверсии для получения полиненасыщенных кислот. [2]

Среда обитания и экология

Cunninghamella bertholletiae встречается во всем мире как патоген фруктов и овощей, а также как причина порчи фруктов и овощей из-за гниения. Однако он более распространен в средиземноморских и субтропических зонах, чем в умеренных зонах, и может расти при более высоких температурах. [4] Его обычный жизненный цикл включает сапротрофию , и он обычно встречается на навозе, [5] гниющих овощах, фруктах, орехах и семенах, почве, компосте, сточных водах и торфе. Cunnginhamella bertholletiae может вызывать серьезные инфекции в сельскохозяйственных культурах. Хозяева включают растения родов Daucus , Gossypium и Tetragonia . [5] Cunninghamella bertholletiae также может быть оппортунистическим патогеном как людей, так и животных, в основном у хозяев с ослабленным иммунитетом. [2] [3] Он может передаваться между экологическими нишами через воду и воздух. [2] В подавляющем большинстве случаев заражение человека происходит воздушно-капельным путем, хотя заражение глубоких ран и медицинских устройств может также происходить через загрязненную воду. [2] [3]

Болезнь человека

Роль в болезнях человека

Cunninghamella bertholletiae на сегодняшний день является наиболее распространенным условно-патогенным человеческим патогеном рода Cunninghamella . [1] [2] Инфекции, вызываемые этим грибком, классифицируются как условно-патогенные зигомикозы [3] или мукормикозы, [2] а факторы риска заражения аналогичны факторам риска заражения других мукормикозов, включая диабетический кетоацидоз и иммуносупрессию от химиотерапии , трансплантации органов и недоедания . [3] Лейкемия является особенно высоким фактором риска. [1] Были зарегистрированы случаи, связанные с ВИЧ , но серьезные случаи чаще наблюдаются у пациентов с лейкемией. [1] Диссеминированные инфекции также были отмечены у пациентов с трансплантацией почек и печени . [1] Инфекция часто происходит через травматическое введение в организм (например, через рану). [2] [3]

Cunninghamella bertholletiae может инфицировать широкий спектр типов тканей человека, [3] демонстрирует рост гиф в организме [6] и является ангиоинвазивным . [2] Как и другие Mucorales , при соответствующих условиях хозяина он может расти очень агрессивно и разрушать структуру ткани. [3] Обычно начальная патология возникает из-за тромбоза и инфаркта . [7] Распространенные классы мукормикозов включают легочные , риноцеребральные (особенно когда вовлечено вторжение в сосудистую систему мозга), многоорганные, кожные и желудочно-кишечные (в основном у недоношенных детей и детей с истощением). Риноцеребральная инфекция и желудочно-кишечные случаи являются наиболее непосредственно опасными для жизни. [3] Легочные инфекции, а также диссеминированные инфекции с легочным происхождением наиболее распространены для C. bertholletiae , который был выявлен в 7% случаев мукормикоза во всем мире и 3,2% случаев в Соединенных Штатах . [2]

Диагностика и лечение

Периорбитальная грибковая инфекция, известная как мукормикоз или фикомикоз PHIL 2831 lores
Случай периорбиального мукормикоза, признак высокоинвазивной риноцеребральной инфекции C. bertholletiae .

Хотя C. bertholletiae вызывает лишь небольшой процент мукормикозов, его считают грибом с наихудшим прогнозом среди всех мукоровых грибов. [8] В год выявляется мало случаев, но распространенность инфекций C. bertholletiae и других мукормикозов в Северной Америке растет , возможно, из-за растущей популяции стареющих людей и людей с ослабленным иммунитетом. [2] [3]

Сосудистая инвазия и некроз тканей , часто с черными выделениями, являются хорошими индикаторами заражения Mucorales. [9] Cunninghamella bertholletiae также может расти при более высоких температурах, что может быть полезно при тестировании загрязненных поверхностей для дифференциации доброкачественных и патогенных грибов. [7] Инфекции, вызванные шестью различными таксономическими семействами Mucorales, имеют практически неразличимое клиническое течение. [2] [3] Кроме того, сложность культивирования C. bertholletiae и других видов Mucorales из образцов тканей [2] делает лабораторный анализ необходимым для определения возбудителя мукормикоза. [9] Секвенирование грибковых изолятов на основе полимеразной цепной реакции является предпочтительным в качестве надежного диагностического инструмента из-за возможных трудностей выделения C. bertholletiae от пациентов в культуре. [3] Однако предварительное противогрибковое лечение никогда не следует откладывать, если подозревается заражение C. bertholletiae , поскольку инфекции часто могут вызывать быстрое и инвазивное повреждение тканей. [3] Генетические различия внутри вида C. bertholletiae также могут быть важными детерминантами патогенности и вирулентности . [8] Недавно было проведено ДНК-штрихкодирование области внутреннего транскрибируемого спейсера (ITS) рибосомальной ДНК C. bertholletiae для улучшения современных диагностических методов, что обеспечивает более точную и подробную межвидовую и внутривидовую дискриминацию по сравнению с традиционным анализом цвета и морфологии колонии, максимальной температуры роста и репродуктивных характеристик. [8]

Из-за быстрого роста и инвазивности можно ожидать, что лечение инфекции C. bertholletiae часто потребует хирургического вмешательства в дополнение к противогрибковому лечению. [3] Немедленное хирургическое вмешательство особенно важно в случае риноцеребральной инфекции, чтобы избежать распространения в сосудистую систему мозга и избежать постоянного повреждения зрительного нерва. [3] Хирургическая обработка является распространенным методом лечения. [3] Бактериальная суперинфекция очищенных тканей после лечения может, таким образом, представлять собой значительную проблему. [7] Противогрибковые препараты, которые успешно используются против инфекции C. bertholletiae , включают амфотерицин B , итраконазол , вориконазол и позаконазол . [4] Однако по сравнению с другими видами Mucorales , C. bertholletiae имеет сниженную восприимчивость к некоторым противогрибковым препаратам, которые обычно назначают для лечения мукормикозов, и образцы следует тестировать на индивидуальную чувствительность к антибиотикам, если это возможно. [2] Липидные формулы амфотерицина B предпочтительны для лечения C. berthollettiae , поскольку высокая доза, необходимая для лечения инфекции, может иметь значительные токсические эффекты при введении в традиционных формулах. [3] Рецидив после противогрибкового лечения и хирургического вмешательства случается редко, если клиническое течение у пациента изначально улучшается во время терапии. [7]

Особый случай: кетоацидотический диабет и доступность железа

В случаях неконтролируемого диабета, когда присутствует кетоацидоз и уровень глюкозы выше 12 мМ, инфекция C. bertholletiae усиливается и может быть высокоинвазивной. [3] Это может быть связано с влиянием низкого pH на усвоение железа, поскольку низкий pH снижает сродство трансферрина к железу, освобождая железо от его обычной секвестрации в крови и делая его более доступным для эксплуатации грибками. [3] Поскольку основным фактором восприимчивости пациента к C. bertholletiae является повышенная доступность железа, любое состояние, которое увеличивает доступность железа в крови, создает повышенный риск инфекции. [2] Пациенты, проходящие терапию хелатированием железа с помощью дефероксамина, также подвержены риску инфекции, поскольку это лечение также увеличивает доступное железо для C. bertholletiae . Кроме того, C. bertholletiae был идентифицирован как возбудитель фатального случая риноцеребрального мукормикоза у пациента с гемохроматозом , [10] расширяя признанные факторы риска инфекции.

Ссылки

  1. ^ abcdef "Cunninghamella Bertholletiae". Mycobank . Получено 11 ноября 2015 г. .
  2. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al Рейсс, Э. и др. (2011). Фундаментальная медицинская микология . Хобокен, Нью-Джерси: Wiley-Blackwell.
  3. ^ abcdefghijklmnopqrstu vw Квон-Чунг, К. Джун; Беннетт, Джоан Э. (1992). Медицинская микология . Филадельфия: Леа и Фебигер. ISBN 0812114639.
  4. ^ abcdef Эллис, Дэвид. "Cunninhamella bertholletiae". Mycology Online . Университет Аделаиды. Архивировано из оригинала 22 октября 2015 г. Получено 18 октября 2015 г.
  5. ^ ab Farr, David F.; Bills, Gerald F.; Chamuris, George P.; Rossman, Amy Y. (1989). Грибы на растительных продуктах в Соединенных Штатах . Американское фитологическое общество.
  6. ^ Хонда, А.; Камей, К.; Унно, Х.; Хиросима, К.; Курияма, Т.; Мияджи, М. (1998). «Мышиная модель зигомикоза, вызванного Cunninghamella bertholletiae». Микопатология . 144 (3): 141–146 . doi :10.1023/A:1007095831301. PMID  10531680. S2CID  6832679.
  7. ^ abcd St-Germain, Guy; Summberbell, Richard (2011). Идентификация грибов: клиническое лабораторное руководство (2-е изд.). Belmont, CA: Star Publishing Company. ISBN 9780898631777.
  8. ^ abc Ю, Дж; Вальтер, Г; Ван Дипенинген, AD; Герритс Ван Ден Энде, АХ; Ли, Р.Ю.; Мусса, штат Техас; Альмаграби, ОА; Де Хоог, GS (1 февраля 2015 г.). «Штрих-кодирование ДНК клинически значимых видов Cunninghamella». Медицинская микология . 53 (2): 99–106 . doi : 10.1093/mmy/myu079 . ПМИД  25431472.
  9. ^ ab Манделл, Джеральд Л.; Беннетт, Джон Э.; Долин, Рафаэль. Принципы и практика инфекционных заболеваний .
  10. ^ Хан, Фида А.; Фишер, Мелани А.; Хаку, Рашида А. (2007). «Связь гемохроматоза с инфекционными заболеваниями: расширяющийся спектр». Международный журнал инфекционных заболеваний . 11 (6): 482– 487. doi : 10.1016/j.ijid.2007.04.007 . PMID  17600748.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cunninghamella_bertholletiae&oldid=1223750913"