MRSA、艰难梭菌——我们大多数人都已熟悉耐药细菌那串令人不安的字母缩写。我们听说过滥用抗生素的警报,也听过警告:未来可能令人恐惧,届时将没有药物治疗链球菌性咽喉炎,也无法在常规外科手术期间保护我们。
多伦多大学的Leah Cowen是分子遗传学系教授,最近获得了自然科学与工程研究委员会颁发的Steacie Memorial Fellowship。她发出了略有不同的警报。(阅读更多关于多伦多大学Steacie学者的信息。)
“真菌超级病原体造成的全球人类死亡人数,与某些细菌病原体不相上下,”Cowen说。它们每年导致约150万人死亡,与结核病致病菌或导致疟疾的寄生虫造成的死亡人数相当。”
然而,耐药真菌得到的关注远不及它们的细菌“近亲”。
“真菌主要影响免疫功能低下的人群,”她解释说。“大多数真菌病原体都是机会致病性的,只有在出现可乘之机时才会致病。这意味着主要患者群体包括器官移植受者、因癌症接受化疗的人,以及感染艾滋病毒的人。”
而最后这类患者意味着,受真菌超级病原体冲击最严重的人群存在全球不平等。
“在撒哈拉以南非洲等地区,全球疾病负担要大得多,”她说。“真菌超级病原体对普通北美人或欧洲人而言并不算重大威胁,因此媒体关注较少。比如,直到埃博拉来到北美和欧洲,我们才真正对此高度关注。”
更糟的是,真菌很难杀灭,因为它们与人类宿主有许多共同之处。和我们一样,真菌也是真核生物。这意味着我们的细胞组织方式相似,都含有细胞核和一系列细胞器;细胞器是细胞内由膜包围、负责特定功能的较小结构。真菌和人类也拥有相似的基因和细胞过程。
由于这些相似性,试图杀灭真菌时,往往会给人体宿主带来灾难性的副作用。另一方面,许多细菌相对容易杀灭。因此,虽然我们有十几类抗生素,却只有三类抗真菌药物。而真菌正在迅速对它们产生耐药性。
Cowen担任加拿大微生物基因组学与传染病研究主席,她希望确切了解这一过程如何发生,因此正在研究真菌病原体如何致病,以及它们如何对我们用来试图杀灭它们的药物产生耐药性。
Cowen深信基础研究和应用研究都很重要,她在探索性研究之外还开展药物研发。她尤其关注一种名为HSP90的蛋白质,它被称为伴侣蛋白。
“细胞内部极其拥挤,”她说。“人们往往没有意识到这一点。生物学教科书中的图片看起来像是每种蛋白质各行其是、各有空间。实际上,细胞是一个极其密集的环境。蛋白质总是彼此碰撞,并发生人们所谓的‘ promiscuous interactions’——也就是与本不该相互作用的蛋白质发生相互作用。”
HSP90由此登场。就像舞会上劝告荷尔蒙旺盛的青少年不要靠得太近的陪护者,HSP90的职责就是确保这些不当相互作用不会发生。人们早已知道HSP90在癌症中发挥作用,但Cowen在博士后研究期间发现,它对于促进真菌病原体的耐药性也至关重要。
“如果抑制HSP90,就能逆转许多真菌病原体的耐药性,”她说。“还可以阻止新的耐药性出现。我们还发现,它是许多致病所需生物学方面的关键调节因子。作为伴侣蛋白,它调节细胞中许多关键调控节点的功能——它基本上使细胞得以运作。”
换句话说:阻止伴侣蛋白,就能阻止疾病。
不过,棘手之处在于,这种伴侣蛋白在人类细胞中也有对应物。挑战在于找出如何只在真菌中使其失活,而不影响人体中的对应蛋白。
“我们正在研发能够进入细胞并选择性靶向真菌蛋白、同时对人体蛋白影响最小的分子。”
Cowen说,真菌“研究不足,也未受到足够重视”。除了威胁人类健康,它们还对植物和农业构成重大威胁——爱尔兰马铃薯饥荒和荷兰榆树病都由真菌造成。
当被问及自己为何对细菌这个不那么出名的“近亲”产生兴趣时,她说:“我一直对身边的微生物世界很感兴趣。”
“我本科读的是微生物学与免疫学,部分原因是我认为微生物为研究科学问题提供了极好的系统。它们繁殖得非常快,是地球上数量最多的生物。在我们自己的身体里,它们的数量比人体细胞高出一个数量级。它们影响人类健康和生态系统健康的方方面面,却又非常容易在实验室中研究。你可以提出一个想法,做个实验,几天后就能得到答案。”
“这些生命形式对地球的方方面面都有巨大影响。”
本文由多伦多大学合作发布。本文发布并不意味着世界经济论坛认同其中观点。
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作者:Jenny Hall是多伦多大学副校长(研究与创新)办公室的撰稿人。
图片:食品安全研究所的专员Jelena Kovalkova在工作中查看培养皿,以分离大肠杆菌(E. coli)菌株。路透社/Ints Kalnins。

