真菌の病原性因子と病原性

真菌の病原性因子とは、真菌が宿主表面に定着し、組織に侵入し、栄養を獲得し、免疫による排除に抵抗することを可能にする構造的および機能的特性を指します。真菌の病原性とは、これらの因子が宿主の防御機構と相互作用することによって引き起こされる疾患発生のプロセスです。多くの真菌は共生生物または環境中の生物であるため、病原性は微生物単独の固定された特性としてではなく、宿主と病原体の関係から生じる結果として理解されるのが最も適切です。

Definition

真菌の病原性因子とは、宿主への損傷を引き起こす生物の能力に寄与する真菌の分子、構造、または表現型の能力を指し、病原性とは、感染症と疾患が発症する宿主と病原体の相互作用を意味します。

Scope

このトピックでは、真菌の病原性決定因子の主要なカテゴリー（接着、形態学的可塑性、細胞壁の組成とリモデリング、分泌酵素、バイオフィルム形成、ストレス応答および栄養獲得システム）と、病原性を定義するために使用される概念的枠組みについて説明します。これは、病原性メカニズムに関する参照および教育的な内容であり、抗真菌療法に関する臨床的ガイダンスではありません。

Core questions

• 病原性因子と通常の増殖または生存特性を区別するものは何ですか？
• 形態学的スイッチングは侵襲にどのように寄与しますか？
• 細胞壁のリモデリングは、真菌が免疫認識を回避するのにどのように役立ちますか？
• 病原性が真菌単独の特性ではなく、宿主と病原体の相互作用の特性であるのはなぜですか？

Key concepts

• 接着因子と宿主細胞への付着
• 二形性と形態学的スイッチング（酵母-菌糸移行）
• 細胞壁の組成とβ-グルカンマスキング
• 分泌される加水分解酵素（プロテアーゼ、ホスホリパーゼ）
• バイオフィルム形成
• 耐熱性とストレス応答
• 栄養獲得（鉄、亜鉛）

Key theories

微生物病原性の損傷応答フレームワーク

CasadevallとPirofskiは、病原性と病原性を関係性のある概念として再定義しました。宿主と微生物の遭遇の結果は、純粋な宿主損傷によって定義され、これは微生物単独ではなく、微生物の特性と宿主の免疫応答の両方に依存します。

Mechanisms

病原性真菌は通常、特定の接着因子を介して宿主表面に接着することから始まり、その後、しばしば形態変化を伴う侵入戦略を展開します。Candida albicans における酵母から菌糸への可逆的な移行は、組織浸潤と密接に関連しており、定着と侵襲を区別する重要な決定因子と見なされています (gow-2011)。真菌の細胞壁は、宿主認識の標的であると同時に、回避の手段でもあります。表面のリモデリングにより、免疫刺激性のβ-グルカンをマンノプロテイン層の下に隠し、宿主のC型レクチン受容体による検出を抑制することができます (netea-2015)。分泌酵素は宿主のバリアとタンパク質を分解し、バイオフィルムは組織や医療機器上のコロニーを保護し、ストレス応答および栄養獲得システム（鉄や亜鉛など）は敵対的な宿主環境での増殖を維持します。これらの特性が疾患につながるかどうかは、宿主の免疫状態に依存し、病原性の損傷応答説 (casadevall-1999) と一致します。

Clinical relevance

病原性メカニズムは、通常は共生している真菌がなぜ侵襲性になるのか、また特定の種が他の種よりも危険である理由を説明します。このトピックは、教育的な理解のためにこれらのメカニズムを説明するものであり、個々の患者における真菌感染症の診断または治療のための基準を提供するものではありません。

Evidence & guidelines

ここでのメカニズムの説明は、真菌の病原性と宿主と病原体の相互作用に関する物語的および概念的なレビュー (casadevall-1999; gow-2011; netea-2015) から引用されています。これは治療ガイダンスを構成するものではありません。

History

真菌の病原性の概念的基礎は、1999年頃にCasadevallとPirofskiが、病原性と病原性は微生物単独の特性ではなく、宿主と病原体の相互作用の特性であると主張したときに明確化され、この考えは後に損傷応答フレームワークとして詳細に説明されました。その後の分子生物学的研究により、酵母-菌糸スイッチや細胞壁マスキングなどの特定の決定因子が特徴づけられ、個別の真菌の特性と定着から侵襲への移行が関連付けられました (casadevall-1999; gow-2011)。

Debates

病原性は微生物の特性か、それとも相互作用の特性か？

損傷応答フレームワークは、病原性は真菌単独では定義できないと主張しています。なぜなら、同じ生物が一方の宿主では無害な共生生物であり、別の宿主では致死的な病原体となる可能性があるからです。関連する分析単位は、相互作用から生じる宿主損傷です。

Key figures

• Arturo Casadevall
• Liise-anne Pirofski
• Neil A. R. Gow
• Alistair J. P. Brown
• Mihai G. Netea

Seminal works

• casadevall-1999
• gow-2011

Frequently asked questions

酵母から菌糸へのスイッチは、なぜ病原性形質と見なされるのですか？

Candida albicans などの種では、菌糸型は組織浸潤と侵襲に関連しているため、形態を切り替える能力は、真菌が無害な表面定着から侵襲性疾患へと移行するのに役立ちます。

真菌はどのように免疫系から身を隠すのですか？

一つの戦略は、免疫刺激性のβ-グルカンを外側のマンノプロテイン層の下に隠す細胞壁のリモデリングであり、これによりDectin-1などの宿主のC型レクチン受容体による認識が減少します。