Các Yếu Tố Độc Lực và Cơ Chế Gây Bệnh của Nấm

Các yếu tố độc lực của nấm là những đặc tính cấu trúc và chức năng cho phép nấm xâm chiếm bề mặt vật chủ, xâm nhập mô, hấp thụ chất dinh dưỡng và chống lại sự thanh thải của hệ miễn dịch. Cơ chế gây bệnh của nấm là quá trình mà các yếu tố này, tương tác với hệ thống phòng thủ của vật chủ, tạo ra bệnh. Bởi vì nhiều loài nấm là sinh vật cộng sinh hoặc sinh vật môi trường, độc lực được hiểu tốt nhất không phải là một đặc tính cố định của riêng vi sinh vật mà là một kết quả phát sinh từ mối quan hệ vật chủ-mầm bệnh.

Definition

Yếu tố độc lực của nấm là một phân tử, cấu trúc hoặc khả năng kiểu hình của nấm góp phần vào khả năng gây tổn thương cho vật chủ của sinh vật, trong khi cơ chế gây bệnh biểu thị sự tương tác giữa vật chủ và mầm bệnh qua đó nhiễm trùng và bệnh tật phát triển.

Scope

Chủ đề này bao gồm các loại chính của yếu tố quyết định độc lực của nấm—bám dính, tính dẻo hình thái, thành phần và tái cấu trúc thành tế bào, enzyme tiết ra, hình thành màng sinh học, và các hệ thống phản ứng với stress và hấp thụ chất dinh dưỡng—cũng như các khuôn khổ khái niệm được sử dụng để định nghĩa độc lực. Đây là một tài liệu tham khảo và giáo dục về các cơ chế gây bệnh, không phải là hướng dẫn lâm sàng về liệu pháp kháng nấm.

Core questions

• Điều gì phân biệt một yếu tố độc lực với một đặc điểm tăng trưởng hoặc sinh tồn thông thường?
• Sự chuyển đổi hình thái đóng góp vào sự xâm nhập như thế nào?
• Sự tái cấu trúc thành tế bào giúp nấm trốn tránh sự nhận diện của hệ miễn dịch như thế nào?
• Tại sao độc lực là một đặc tính của sự tương tác vật chủ-mầm bệnh chứ không phải của riêng nấm?

Key concepts

• Adhesin và sự bám dính vào tế bào vật chủ
• Tính lưỡng hình và sự chuyển đổi hình thái (chuyển đổi nấm men-sợi nấm)
• Thành phần thành tế bào và sự che giấu beta-glucan
• Các enzyme thủy phân được tiết ra (protease, phospholipase)
• Sự hình thành màng sinh học
• Khả năng chịu nhiệt và phản ứng với stress
• Hấp thụ chất dinh dưỡng (sắt, kẽm)

Key theories

Khuôn khổ phản ứng tổn thương trong cơ chế gây bệnh của vi sinh vật

Casadevall và Pirofski đã định nghĩa lại độc lực và khả năng gây bệnh là các khái niệm quan hệ: kết quả của một cuộc gặp gỡ vật chủ-vi sinh vật được xác định bởi tổng tổn thương vật chủ, điều này phụ thuộc đồng thời vào các thuộc tính của vi sinh vật và phản ứng miễn dịch của vật chủ chứ không phải riêng vi sinh vật.

Mechanisms

Nấm gây bệnh thường bắt đầu bằng cách bám dính vào bề mặt vật chủ thông qua các adhesin đặc hiệu, sau đó triển khai các chiến lược xâm nhập thường liên quan đến sự thay đổi hình thái. Ở Candida albicans, sự chuyển đổi thuận nghịch từ dạng nấm men sang dạng sợi nấm có liên quan chặt chẽ đến sự xâm nhập mô và được coi là yếu tố quyết định quan trọng phân biệt sự xâm chiếm với sự xâm nhập (gow-2011). Thành tế bào nấm vừa là mục tiêu để vật chủ nhận diện vừa là công cụ để trốn tránh: sự tái cấu trúc bề mặt có thể che giấu beta-glucan kích thích miễn dịch dưới một lớp mannoprotein, làm giảm sự phát hiện bởi các thụ thể lectin loại C của vật chủ (netea-2015). Các enzyme tiết ra phân hủy hàng rào và protein của vật chủ, màng sinh học che chắn các quần thể trên mô và thiết bị, và các hệ thống phản ứng với stress và thu gom chất dinh dưỡng (đối với sắt và kẽm) duy trì sự phát triển trong môi trường vật chủ khắc nghiệt. Việc các thuộc tính này có dẫn đến bệnh tật hay không phụ thuộc vào trạng thái miễn dịch của vật chủ, phù hợp với quan điểm phản ứng tổn thương về độc lực (casadevall-1999).

Clinical relevance

Các cơ chế độc lực giải thích tại sao một loại nấm thường là cộng sinh có thể trở nên xâm lấn và tại sao một số loài lại nguy hiểm hơn những loài khác. Chủ đề này mô tả các cơ chế đó nhằm mục đích giáo dục; nó không cung cấp các tiêu chí để chẩn đoán hoặc điều trị nhiễm nấm ở từng bệnh nhân.

Evidence & guidelines

Tài liệu về cơ chế ở đây được rút ra từ các bài đánh giá tường thuật và khái niệm về cơ chế gây bệnh của nấm và tương tác vật chủ-mầm bệnh (casadevall-1999; gow-2011; netea-2015). Nó không cấu thành hướng dẫn điều trị.

History

Cơ sở khái niệm về độc lực của nấm được làm rõ vào khoảng năm 1999 khi Casadevall và Pirofski lập luận rằng độc lực và khả năng gây bệnh là các đặc tính của sự tương tác vật chủ-mầm bệnh chứ không phải của riêng vi sinh vật, một ý tưởng sau đó được phát triển thành khuôn khổ phản ứng tổn thương. Các công trình phân tử tiếp theo đã mô tả các yếu tố quyết định cụ thể như sự chuyển đổi từ nấm men sang sợi nấm và sự che giấu thành tế bào, liên kết các đặc điểm riêng biệt của nấm với sự chuyển đổi từ xâm chiếm sang xâm nhập (casadevall-1999; gow-2011).

Debates

Độc lực là một đặc tính của vi sinh vật hay của sự tương tác?

Khuôn khổ phản ứng tổn thương cho rằng độc lực không thể được định nghĩa chỉ bởi nấm, bởi vì cùng một sinh vật có thể là một sinh vật cộng sinh vô hại ở một vật chủ và là một mầm bệnh gây chết người ở một vật chủ khác; đơn vị phân tích có liên quan là tổn thương vật chủ phát sinh từ sự tương tác.

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

Tại sao sự chuyển đổi từ nấm men sang sợi nấm được coi là một đặc điểm độc lực?

Ở các loài như Candida albicans, dạng sợi nấm có liên quan đến sự xâm nhập và xâm lấn mô, vì vậy khả năng chuyển đổi giữa các dạng giúp nấm chuyển từ sự xâm chiếm bề mặt vô hại sang bệnh xâm lấn.

Nấm ẩn mình khỏi hệ miễn dịch như thế nào?

Một chiến lược là tái cấu trúc thành tế bào để che giấu beta-glucan kích thích miễn dịch dưới một lớp mannoprotein bên ngoài, làm giảm sự nhận diện bởi các thụ thể lectin loại C của vật chủ như Dectin-1.