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【生物】对真菌感染的调查揭示了苗族的遗传易感性

麦迪逊 - 十年前,在威斯康星州的马拉松县,有55人患上了一种名为芽生菌病的罕见真菌感染。30名患者住院治疗。两个人死了。

真菌Blastomyces dermatitidis天然存在于湿润的土壤中,在整个五大湖地区和密西西比河谷分解木材,可引起流感样疾病,严重时还会导致死亡。威斯康星州是该病发病率最高的国家之一,该州定期发生多达100例病例。

考虑到马拉松县爆发的规模,该州要求美国疾病控制和预防中心帮助启动调查 - 不同寻常的是,20名感染真菌的病人是苗族血统。调查人员发现,与美国其他群体相比,亚洲人患芽孢菌病的风险更大,他们排除了生活方式的解释,例如园艺和娱乐。

现在,由威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员Caitlin Pepperell和Bruce Klein领导的一项新研究已经确定了苗族人群中特定的遗传易感性,使他们更容易感染致病真菌。

“我们对此感到震惊,因为它之前没有被描述过......基于单独的人口数量,人们的预期比人们预期的高出10到100倍,”传染病医师兼儿科学教授克莱因说。威斯康星大学医学与公共卫生学院(SMPH)的医学,医学微生物学和免疫学。“这真的是一个圣杯问题 - 为什么有些人更容易受到伤害,这是什么原因?”

了解这些脆弱性对患者来说非常重要,Pepperell说,他也是传染病医生,也是SMPH的医学和医学微生物学和免疫学副教授,因为它可以帮助医生做出更明智,更及时的治疗决策。风险更高。

“不幸的是,一个真正典型的芽生菌病病例是因为它是一种(相对)罕见的疾病而长期推迟诊断,因为人们不熟悉它,”Pepperell说。对待早期的人,他们的结果越好。

在最近发表在开放获取期刊mBio上的研究开始时,Pepperell推测威斯康星州的苗族人“经历了一系列长期的强迫迁移和迁徙”,可能比其他群体更具遗传性,因此较少的遗传变异使他们对抗某些疾病。

那是因为我们遗传的每个基因都成对存在,称为等位基因 - 我们从每个父母那里得到一个副本。具有两个不同的等位基因产生变异,但是在遗传分离的组中通常是这种情况,等位基因也可以是相同的或纯合的。遗传一个基因和一个坏的一个好副本的人仍然有一些保护免受其影响,而一个人获得两个坏副本更容易受到影响。

“许多引起疾病的变种都是纯合的,”Pepperell解释说。

在她的前研究生,共同作者Donny Xiong的帮助下,研究小组获得了九名受影响的苗族患者的同意,以收集血液并检查他们的细胞。

Pepperell和她的研究生,研究合着者Mary O'Neill,在苗族参与者的基因组中寻找长期的纯合子。他们在一个已知对真菌免疫反应很重要的区域发现它们。

在该区域内有免疫元素的基因,称为细胞因子白细胞介素-6(IL-6),它有助于导致另一种称为白细胞介素-17(IL-17)的免疫应答的发展,参与教导身体对抗真菌感染。研究小组发现,苗族人的细胞产生的IL-6比欧洲捐赠者的细胞少。

产生IL-17的特化细胞,称为17型细胞因子T辅助细胞(TH17),“在身体的粘膜表面巡逻,对于警报(身体的)一线防御很重要,”Klein解释说。“他们充当了骑兵并且是入侵者。”

克莱因的研究小组之前在老鼠身上发现,TH17细胞对于应对真菌入侵者特别重要,而IL-6对其创造至关重要。该研究结果向研究人员表明,产生较少IL-6的苗族人可能有较少的TH17细胞,因此IL-17较少。

因此,Klein的团队回到小鼠模型,发现缺乏IL-6的小鼠TH17细胞明显少于正常小鼠,极易受到Blastomyces感染,经历进行性疾病,并且很快就死亡。

研究人员还发现,与其他更常见的真菌白色念珠菌感染相比,苗族供体细胞产生的IL-17显着低于欧洲人。两组之前更有可能接触过这种真菌 - 它是鹅口疮和常见的阴道酵母感染的原因。

Klein和Pepperell继续研究Blastomyces的遗传易感性,Blastomyces是七个特别致病性真菌家族的一部分,除非它们的孢子被吸入并在肺部停留,否则它们是无害的。Pepperell对“缩小”感兴趣,看看其他基因在苗族人中是否可能有所不同,因为这项研究专门针对免疫相关基因,可能会忽略更多的大局。

对于克莱因来说,这项工作“非常令人满意”。自1981年以来,他一直在威斯康星州研究芽生菌病,首先是作为疾病预防控制中心流行病情报局的实习生,长期与已故的州流行病学家杰夫戴维斯一起工作,后者于去年去世。他们一起帮助威斯康星州成为第一个将其作为法律上可报告的传染病的州。

克莱因说:“就像这种真菌一样,'与之搏斗'。”他赞赏这些研究结果不仅对个体患者,而且对公共卫生的影响更广泛。它还有助于为未来奠定基础,特别是由于威斯康星大学麦迪逊分校建立了SMPH人类基因组学和精准医学中心的计划。

“这是威斯康星州理念的一个很好的例子,”克莱因说。“这是我们应该做的事情 - 国家和大学为了公共卫生和威斯康星州人民共同努力。”

 

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