Факторы вирулентности грибов и патогенез

Факторы вирулентности грибов — это структурные и функциональные особенности, которые позволяют грибу колонизировать поверхности хозяина, инвазировать ткани, получать питательные вещества и сопротивляться иммунному клиренсу. Патогенез грибов — это процесс, в результате которого эти факторы во взаимодействии с защитными механизмами хозяина вызывают заболевание. Поскольку многие грибы являются комменсалами или организмами окружающей среды, вирулентность лучше понимать не как фиксированное свойство только микроба, а как результат, возникающий из взаимоотношений хозяина и патогена.

Definition

Фактор вирулентности грибов — это молекула, структура или фенотипическая способность гриба, которая способствует его способности вызывать повреждение хозяина, в то время как патогенез обозначает взаимодействие хозяина и патогена, посредством которого развиваются инфекция и заболевание.

Scope

Эта тема охватывает основные категории детерминант вирулентности грибов — адгезию, морфологическую пластичность, состав и ремоделирование клеточной стенки, секретируемые ферменты, образование биопленок, а также системы реакции на стресс и поглощения питательных веществ — и концептуальные основы, используемые для определения вирулентности. Это справочное и образовательное изложение патогенных механизмов, а не клиническое руководство по противогрибковой терапии.

Core questions

• Что отличает фактор вирулентности от обычного признака роста или выживания?
• Как морфологическое переключение способствует инвазии?
• Как ремоделирование клеточной стенки помогает грибам избегать иммунного распознавания?
• Почему вирулентность является свойством взаимодействия хозяина и патогена, а не только гриба?

Key concepts

• Адгезины и прикрепление к клеткам хозяина
• Диморфизм и морфологическое переключение (переход дрожжи-гифы)
• Состав клеточной стенки и маскировка бета-глюкана
• Секретируемые гидролитические ферменты (протеазы, фосфолипазы)
• Образование биопленок
• Термотолерантность и реакция на стресс
• Поглощение питательных веществ (железо, цинк)

Key theories

Концепция реакции на повреждение в патогенезе микробов

Касадевалл и Пирофски переосмыслили вирулентность и патогенность как реляционные концепции: исход встречи хозяина и микроба определяется чистым повреждением хозяина, которое зависит как от свойств микроба, так и от иммунного ответа хозяина, а не только от микроба.

Mechanisms

Патогенные грибы обычно начинают с адгезии к поверхностям хозяина посредством специфических адгезинов, затем развертывают стратегии инвазии, которые часто включают морфологические изменения. У Candida albicans обратимый переход от дрожжевой формы к гифальной тесно связан с проникновением в ткани и рассматривается как ключевой фактор, разделяющий колонизацию и инвазию (gow-2011). Клеточная стенка гриба является как мишенью для распознавания хозяином, так и инструментом уклонения: ремоделирование поверхности может маскировать иммуностимулирующий бета-глюкан под слоем маннопротеинов, ослабляя обнаружение рецепторами C-типа лектинов хозяина (netea-2015). Секретируемые ферменты разрушают барьеры и белки хозяина, биопленки защищают сообщества на тканях и устройствах, а системы реакции на стресс и поглощения питательных веществ (для железа и цинка) поддерживают рост во враждебной среде хозяина. Приведут ли эти особенности к заболеванию, зависит от иммунного статуса хозяина, что согласуется с концепцией вирулентности как реакции на повреждение (casadevall-1999).

Clinical relevance

Механизмы вирулентности объясняют, почему обычно комменсальный гриб может стать инвазивным и почему некоторые виды более опасны, чем другие. Эта тема описывает эти механизмы для образовательного понимания; она не предоставляет критериев для диагностики или лечения грибковой инфекции у отдельных пациентов.

Evidence & guidelines

Механистическое описание здесь основано на обзорных и концептуальных статьях по патогенезу грибов и взаимодействию хозяина и патогена (casadevall-1999; gow-2011; netea-2015). Оно не является руководством по лечению.

History

Концептуальная основа вирулентности грибов была уточнена примерно в 1999 году, когда Касадевалл и Пирофски утверждали, что вирулентность и патогенность являются свойствами взаимодействия хозяина и патогена, а не только микроба, — идея, позже разработанная как концепция реакции на повреждение. Последующая молекулярная работа охарактеризовала специфические детерминанты, такие как переключение дрожжи-гифы и маскировка клеточной стенки, связывая дискретные признаки грибов с переходом от колонизации к инвазии (casadevall-1999; gow-2011).

Debates

Является ли вирулентность свойством микроба или взаимодействия?

Концепция реакции на повреждение утверждает, что вирулентность не может быть определена только грибом, потому что один и тот же организм может быть безвредным комменсалом у одного хозяина и смертельным патогеном у другого; соответствующей единицей анализа является повреждение хозяина, возникающее в результате взаимодействия.

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

Почему переключение дрожжи-гифы считается признаком вирулентности?

У таких видов, как Candida albicans, гифальная форма связана с проникновением в ткани и инвазией, поэтому способность переключаться между формами помогает грибу перейти от безвредной поверхностной колонизации к инвазивному заболеванию.

Как грибы скрываются от иммунной системы?

Одна из стратегий — ремоделирование клеточной стенки, которое маскирует иммуностимулирующий бета-глюкан под внешним слоем маннопротеинов, уменьшая распознавание рецепторами C-типа лектинов хозяина, такими как Dectin-1.