关注真菌感染高发期：揭秘能迅速转化脂肪为能量的奇特物种

基尔大学和进化生物学马克斯·普朗克研究所的研究人员进行的一项新研究描述了更高效的蛋白质生产如何促进真菌适应人体，可能将以前无害的物种转变为新兴病原体。在全球变暖的背景下，真菌感染在全球范围内增加，威胁着农作物、野生动物以及人类健康。许多真菌物种是完全无害的，并且在生态中发挥着重要的作用，例如分解有机物质并将养分释放到土壤中。

作为多细胞生物的共生体，它们为宿主提供有用的功能。另一方面，一些物种被称为机会性人类病原体：特别是在免疫系统减弱的情况下，这些真菌可以在体内定殖并导致严重甚至危及生命的感染。

虽然真菌通常在基尔大学和普伦的进化生物学马克斯·普朗克研究所等机构中作为农作物的病原体进行研究，但研究人员越来越关注它们对人类的有害影响。由基尔大学和进化生物学马克斯·普朗克研究所环境基因组学组负责人埃娃·斯图肯布罗克教授领导的研究团队进行了一项新研究，以研究在全球变化过程中某些真菌为何可能成为人类病原体。为此，研究人员分析了毛霉目（Trichosporonales）中多种包括无害和对人类有害的真菌物种。

对无害物种（通常生活在土壤中）和有害物种（生活在哺乳动物体内）基因组的比较显示，它们在遗传构成上差异较小，而在将遗传信息转化为特定蛋白质的效率上差异则更大。有害真菌为其脂肪代谢发展了一种优化策略——与主要以碳为中心生活方式为主的土壤生物亲属相比。这使得有害真菌能够更快地适应富含脂肪的新环境，可能使其向致病生活方式的转变变得更加容易。

由于无害物种和有害物种的遗传构成在其他方面大体相似，真菌逐渐演变为人类病原体的风险似乎比之前认为的要高。研究团队最近与来自布伦瑞克、波鸿和伊利诺伊的同事一起在期刊Nature Communications上发表了他们的发现，这些发现与公共卫生息息相关。

更高效的蛋白质生产使快速适应新生活条件成为可能

这项研究是通过对密切相关的真菌物种进行比较基因组分析来寻找可能的差异。“我们假设致病真菌有一些被称为致病基因的基因，这些基因产生某些有害蛋白质以攻击人类细胞、产生毒素或对抗免疫系统。然而，出乎我们的意料，致病物种和无害物种在遗传构成上竟然如此相似，”首席作者、斯图肯布罗克小组的博士后研究员马尔科·格雷罗博士解释说。

事实上，研究人员发现，无害真菌和有害真菌之间的关键区别不在于它们拥有哪些基因，而在于它们能多有效地利用这些基因来优化某些蛋白质的生产。“病原真菌发展出了一种策略，使得参与脂肪代谢的蛋白质能够更快地生产。这种适应性极为重要，因为脂质在哺乳动物体内丰富，但在环境中非常稀少。这使得它们能够迅速适应人类身体并在这种环境中繁衍生息，”古雷罗说。

这一机制是基于基因表达的一个后期步骤，即翻译，在这个过程中，氨基酸被组装成蛋白质，当mRNA中被称为密码子的特定信号与tRNA分子匹配得越好，翻译速度就越快。“在病原真菌中，tRNA与密码子之间的匹配特别好。适应性进化可能影响了两者的组成，以优化脂肪代谢的蛋白质生产，从而实现对人类身体的适应，”古雷罗强调。

研究人员能够在实验室中确认这种基因优化的效果：在他们的实验中，调节脂肪代谢的基因的真菌在富含脂质的生存条件下表现出更快的适应能力，生长得更好。这支持了这一策略确实有助于快速适应人类身体的说法——与生活在富含碳环境中的土壤真菌形成鲜明对比。

优化的脂肪代谢增加了新兴病原体的潜力

因此，新研究表明，新型真菌病原体的出现可能只需很小的变化，原则上可以通过提高脂肪代谢的效率而演变。

“考虑到对抗真菌药物的 耐药性 不断增加，这尤其令人担忧，因为在人体温度下繁荣的物种，虽然目前被认为是无害的，但可能很容易完成这一转变，”古雷罗强调，这项研究的重要性不容忽视。在预测的近未来气候条件下，必须预期会出现许多新的、问题重重的真菌病原体。

因此，研究人员的目标是识别那些基于特定基因组特征，具有成为病原体潜力的真菌物种，以便在它们成为严重健康问题之前能够及时识别。

“总体而言，我们的研究从根本上改变了对真菌致病性的看法，并表明，从无害的环境生物转变为对人类健康的威胁可能比我们之前想象的更快、更容易发生演化。随着气候变化、免疫功能低下人群的增加以及全球的互联互通为真菌疾病创造了新的机会，从医学的角度来看，理解和监测这些演化动态变得越来越重要，”基尔大学重点研究领域基尔生命科学（KLS）内基尔植物中心（KPC）负责人斯图肯布罗克总结道。

更多信息：Marco Alexandre Guerreiro等，致病真菌适应的基因组和生理特征，自然通讯（2026）。 DOI: 10.1038/s41467-026-68330-6