käyttöönotto

Aspergillus-lajit ovat rihmamaisia sieniä, joita esiintyy yleisesti maaperässä, lahoavassa kasvillisuudessa sekä siemenissä ja jyvissä, joissa ne viihtyvät saprofyytteinä. Aspergillus-laji voi olla joskus ihmiselle haitallinen . Useimmat Aspergillus-lajit elävät monenlaisissa ympäristöissä ja alustoilla maapallolla ympäri vuoden . Vain muutamia tunnettuja lajeja pidetään tärkeinä opportunistisina taudinaiheuttajina ihmisillä .

Polyfaasisella taksonomialla on ollut suuri vaikutus Aspergillus-suvun lajikäsityksiin. Suku on jaettu 22 eri osaan; Aspergillus, Fumigati, Circumdati, Terrei, Nidulantes, Ornati, Warcupi, Candidi, Restricti, Utti, Flavipedes ja Versicolores sisältävät kliinisesti merkittäviä lajeja (5). Vaikka sukuun kuuluu yli 200 tunnettua lajia, vain pieni osa niistä liittyy ihmisten infektioihin .

Aspergillus fumigatus on ihmisillä yleisin ja hengenvaarallinen ilmassa leviävä opportunistinen sienipatogeeni, joka on erityisen tärkeä immuunipuutteisille isännille . A. fumigatus-itiöiden (conidia) hengittäminen keuhkoihin voi aiheuttaa useita sairauksia, jotka riippuvat isännän immunologisesta tilasta ihmisillä. Näitä sairauksia ovat invasiivinen keuhkoaspergilloosi, aspergillooma ja erilaiset yliherkkyyssairaudet, kuten allerginen astma, yliherkkyys, pneumoniitti ja allerginen bronkopulmonaalinen aspergilloosi (ABPA) .

ilmassa oleville biologisille materiaaleille altistumisen mahdollisista terveysvaikutuksista ollaan hyvin huolestuneita . Homeet ovat merkittävä uhka ihmisten terveydelle; niiden vaikutukset vaihtelevat keskivaikeista allergioista ja vaikeasta astmasta leviäviin infektioihin. Homeille altistumista sisätiloissa ei tyypillisesti pidetä sienitautien etiologiassa erityisenä riskitekijänä, ellei kyseessä ole jokin erityisille infektioille välttämätön erityistila.

kudoksille erityisen aggressiiviset sieni-infektiot rajoittuvat immuunipuutteisiin henkilöihin (esim.sairaalahoidossa olevat potilaat). Aspergillus-lajit ovat koti-ja sairaalaympäristöissä esiintyvä Home. Huonekasvit ovat luonnollinen ympäristö näiden sienten kasvulle ; kuitenkin, muutamia suosituksia on tehty välttää tunnettuja lähteitä sienten leviämisen (kasvit ja kukat) sisätiloissa paikoissa.

useissa tutkimuksissa on aiemmin todettu, että altistuminen kosteusvaurioisten rakennusten sisäilmassa eläville sienille voi aiheuttaa haitallisia terveysvaikutuksia . Aspergillus on yksi hyvin dokumentoiduista homeista, joiden tiedetään aiheuttavan terveysongelmia. Homeet kuten Aspergillus voi vaikuttaa haitallisesti ihmisten terveyteen perustuu myrkyllisyys, allergia, ja infektio . Joidenkin Aspergilluslajien tiedetään pystyvän tuottamaan sekundaarisia metaboliitteja tai mykotoksiineja . Suurten orgaanisten pölyjen, kuten mykotoksiinien, haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) ja allergeenien (glukaanien), hengittäminen liittyy sairaaseen rakennusoireyhtymään .

tämä paperi on katsaus Aspergillus-lajeilla sisäympäristöissä tehtyihin tutkimuksiin; nämä lajit osoittautuivat maailmanlaajuisesti työterveyteen ja kansanterveyteen liittyviksi vaaratekijöiksi. Aloitimme haun käymällä läpi kaikki PubMed-lehdessä (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed) vuosina 1965-2015 julkaistut englanninkieliset viittaukset käyttäen seuraavia avainsanoja: ”Aspergillus”, ”indoor environments”, ”allergy”, ”occupational hazard”, ”volatile organic compound” ja ”mykotoksiini”. Tarkistettuamme tämän ensimmäisen raporttisarjan, skannasimme jokaisessa julkaisussa luetellut yksittäiset viitteet löytääksemme lisää tapausraportteja.

Aspergillus

Mykotoksiinituotanto

Aspergillus-lajit erittävät ympäristöönsä lukuisia sekundaarisia mykotoksiineiksi kutsuttuja metaboliitteja . Mykotoksiineja syntyy peräkkäisissä entsyymireaktioissa useiden biokemiallisesti yksinkertaisten välituotteiden kautta asetaattien, mevalonaattien, maloniittien ja eräiden aminohappojen primaarimetaboliasta. Aspergillus tuottaa eräitä merkittävimpiä tunnettuja mykotoksiineja, kuten aflatoksiinia, gliotoksiinia ja okratoksiini A: ta . Sekundaarimetaboliitti gliotoksiini on herättänyt eniten kiinnostusta A: ssa. fumigatus, koska se on voimakas immunosuppressiivinen ja sytosidinen ja koska se voidaan helposti havaita kokeellisen infektion aikana ja aspergilloosipotilaiden seerumissa . Kuitenkin muiden toksiinien erityiset roolit aspergilloosin patogeneesissä ovat hyvin määriteltyjä.

Sienimetaboliitit voivat myös heikentää fagosyyttisiä toimintoja, jotka normaalisti tuhoaisivat kartioleikkauksia ja hyphal-muotoja. Gliotoksiini vähentää sieni-elementtien kiinnittymistä ja fagosytoosia; aflatoksiini vaikuttaa fagosytoosiin, solunsisäiseen tappamiseen ja spontaaniin superoksidituotantoon. Aflatoksiini vaikuttaa myös komplementin sitoutumiseen ja siihen sitoutuneiden opsoniinien aktivoitumiseen, jotka normaalisti parantavat fagosytoosia, jolloin sieni-elementit ovat vähemmän alttiita tuhoutumiselle . Toisessa tutkimuksessa Niyo et al. kanimallin käyttö osoitti, että T2-toksiini vähensi A. fumigatus conidian fagosytoosia alveolaarisilla makrofageilla, mikä lisäsi kokeellisen aspergilloosin vakavuutta. Khoufache ym. näytteillä, että verruculogen, toinen mykotoksiini tuottaa A. fumigatus, modifioitu elektrofysiologiset ominaisuudet ihmisen ja sian epiteelisolujen, jotka saattavat hidastaa sädekehää sykkivä ja vahingoittaa epiteelin vaikuttaa kolonisaatio A. fumigatus hengitysteissä.

sopeutuminen selkärankaisiin isäntiin

Aspergillus-lajeilla on monipuoliset ominaisuudet, jotka mahdollistavat niiden selviytymisen erilaisissa ympäristöolosuhteissa; laji on kaikkialla esiintyvä sienipatogeeni monenlaisissa isännissä, kuten ihmisissä ja eläimissä . Aspergillus fumigatus conidia, verrattuna useimpien muiden homeiden conidiaan, leviää tehokkaammin ilmassa . Vähäisetkin ilmavirrat voivat hajottaa conidian huomattavan hydrofobisuutensa vuoksi. Nämä ilmassa olevat conidit ovat suojassa ultraviolettisäteilyltä, koska niiden soluseinissä on melaniinia .

Aspergillus fumigatus voidaan eristää monenlaisista ympäristöolosuhteista optimaalisessa lämpötilassa 37°C (vaihteluväli 12-65°C) ja kasvupaikkojen pH-arvossa 2,1-8,8 . Termotoleranssi helpottaa sienen kasvua paitsi hajoavassa orgaanisessa aineksessa (sen ensisijainen ekologinen lokero), myös nisäkkäiden tai lintujen hengitysteissä. Aspergillus fumigatus asuu yleisesti kompostissa, dynaamisessa ympäristössä, jossa lämpötila vaihtelee huomattavasti ja mikrobitoiminta on voimakasta. Kyky menestyä tässä elinympäristössä edellyttää huomattavaa termotoleranssia, jonka oletetaan edistävän virulenssia . Nämä ominaisuudet saattavat kehittyä vastauksena eliön ekologisessa lokerossa oleviin kilpailijoihin, eivätkä ne todennäköisesti heijasta erityisiä sopeutumia selkärankaisten isäntien puolustusmekanismeihin.

lisäksi useiden glykosyylihydrolaasien, solunulkoisten proteinaasien ryhmän esiintyminen A. fumigatus-genomissa vahvistaa sienen kyvyn kasvaa hajottamalla polysakkarideja kasvien soluseinistä ja hankkimalla typpilähteitä , jotka ovat saatavilla proteiinipitoisten substraattien hajoamisen kautta .

conidian fysikaalisten ominaisuuksien ansiosta A. fumigatus saavuttaa hengitysteiden ja hengitysteiden distaalisten osien epiteelin ja tarttuu siihen tehokkaammin kuin muut sienilajit, joilla on samankokoisia ilmassa leviäviä itiöitä . Aspergillus fumigatus conidia ovat globoosista subgloboosiin, jonka koko (2-3, 5 µm) on tarpeeksi pieni ohittamaan mukociliary puhdistuma ja päästä alemman hengitysteiden. Lisäksi melaniinin läsnäolo kartiomaisessa seinämässä ja erittäin negatiivisesti varautuneet sialihappojäämät edistävät A. fumigatuksen suojelua isäntäsoluvasteita vastaan .

monien muiden tartuntatautien tapaan Aspergillus-infektioiden kehittyminen riippuu taudinaiheuttajan ja isännän pitkäaikaisista yhteisvaikutuksista. Tunkeutuakseen eläinkudoksiin Aspergillus-lajit luottavat useiden sienten kasvuun osallistuvien geenien koordinoituun ilmentymiseen, mukaan lukien kartiomainen itäminen, soluseinän kokoonpano, termotoleranssi, ravinteiden hankinta ja vastustuskyky haitallisia olosuhteita, kuten oksidatiivista stressiä, vastaan. Aspergillus patogeneesin aikana havaittiin esiintyvän erilaisia stressityyppejä, jotka aiheuttavat sieni-vasteita stressin voittamiseksi ja voivat liittyä lisääntyneeseen virulenssiin ja sienten pysyvyyteen .

Aspergillus allergeenit ja allergiat

sienet ovat yksi tärkeimmistä ja laajimmalle levinneistä allergeenien tuottajista. On arvioitu, että lähes 50 prosenttia ihmisistä saa elinaikanaan allergisia oireita sienille . On kuitenkin huomattava, että homeet eivät ole vallitsevia allergeeneja ja että ulkosienet ovat tärkeämpiä kuin sisäsienet. Useimpien ihmisten allergiset reaktiot rajoittuvat nuhaan ja astmaan. Allergian etenemisen tai voimistumisen riskin vähentämiseksi sieniä ei saa päästää kasvamaan sisätiloissa. Sienten kolonisaatio kodeissa, kouluissa tai toimistoissa täytyy havaita ja hävittää ennen kuin kosteus helpottaa tällaisten sienten kasvua .

astman etiologiassa sieni-allergeenien uskotaan olevan vähemmän merkittäviä kuin kodeissa esiintyvä pöly; kuitenkin sienten poistaminen asuinympäristöistä voi parantaa astmaa. Tutkimukset ovat osoittaneet, että aikuisten astman pahenemisen ja sisäilman korkeiden Aspergillus spp-pitoisuuksien välillä on yhteys. ja niiden allergeenit . Nykyisen kirjallisuuden mukaan astmaattisten lasten terveydenhoitoa tarjoavien kotien sieniyhdyskuntien määrä on suurempi, erityisesti lasten sängyissä ja huoneissa, joissa lapset viettävät suurimman osan ajastaan .

allergeenien virallisen verkkosivuston mukaan (www.allergen.org), useat Aspergillus-lajit, kuten A. fumigatus, A. niger, A. flavus ja A. oryzae, ovat allergisia. Tähän mennessä on tunnistettu 21 tunnettua ja 25 ennustettua A. fumigatus-allergeenia . A: ssa on havaittu kaksi allergeenia, Asp fl18 ja Asp fl 13. flavus, ja neljä allergeenit on tunnistettu A. oryzae: Asp lipaasi, Asp O laktaasi, Asp o 21, ja Asp o 13 .

herkkyys Aspergillukselle liittyy allergisiin sairauksiin . Aspergillus voi olla merkittävä lähde sisäisiä allergeeneja . Jaakkola ym., spesifinen IgE A. fumigatukselle oli merkitsevästi yhteydessä aikuisten astmaan . Useat tutkimukset osoittivat, miten kosteus ja sienten havaittu kasvu taloissa voivat vahingoittaa terveitä ihmisen hengityselimiä (49-51).

edellä mainituissa tutkimuksissa havaittiin merkittävä yhteys asuinympäristöjen kosteuden ja sienten kasvun välillä sisätiloissa, hengitysvaikeuksissa, astmassa ja hengitystieoireissa. Astman vakavuus ja keskimääräinen oireiden määrä vahvistavat sen yhteyden kosteuspitoisuuteen ja sienikasvustoon.

nuorilla herkkyys hengitettäville allergeeneille on ensimmäisten elinvuosien aikana paljastanut IgE: n esiintyvyyden suuremmaksi verrattuna ympäristöön hengitettäviin allergeeneihin (50). Kissan-ja koirankarvaherkkyyden jälkeen herkkyys kodin pölylle lapsuudessa on länsimaissa tärkeä vaiva . Herkkyyden levinneisyyttä ja lääketieteellistä merkitystä sienille ei vielä tunneta nuorten potilaiden keskuudessa.

herkkyys kodin pölylle, lapsuuden hengitystieoireet ja mahdolliset sieni-allergeenit voivat johtua kosteassa kodissa asumisesta . Viime aikoina tutkijat ovat selvittäneet ilmassa leviävien sieni-itiöiden pitoisuuden ja lasten terveystulosten välistä yhteyttä. Altistuminen tietyntyyppisille sienille sisätiloissa talvella on osoitettu olevan lasten astman, atopian ja hengitystieoireiden riskitekijä .

epänormaalit allergiset oireyhtymät, kuten ABPA ja allerginen sieni-rinosinusiitti, ja allergiset vasteet sienille sisätiloissa voivat johtua IgE: stä tai IgG: stä, jotka molemmat liittyvät sienille altistumiseen sisätiloissa, vaikka sieniä sisätiloissa ei pidetä näiden tilojen riskitekijöinä .

sienet saattavat sisältää allergeeneja, toksiineja ja satunnaisesti tarttuvia komponentteja. useimpien sienisoluseinien rakenteellisia yhdisteitä muodostavien β-D-Glukaanien tiedetään stimuloivan makrofageja ja neutrofiileja. Nämä yhdisteet ovat pölyisten pintojen sieniryppäitä sisältävien pintojen tehokkaita markkereita . Sieniglukaaneilla, erityisesti (1→3)-ß-glukaaneilla, on raportoitu olevan keskeinen rooli kroonisten keuhkosairauksien indusoijina . Glukaaneihin voi liittyä myös epäspesifisen tulehduksen merkkejä. Glukaanin veteen liukenematon muoto aiheuttaa viivästyneen vasteen alentuneena makrofagien ja lymfosyyttien pitoisuutena keuhkojen seinämässä .

Glukaanipitoisuus yli 1 ng / m3 aiheuttaa oireita, kuten kroonista keuhkoputkentulehdusta, nivelkipua, nenän kutiamista, puristavaa tunnetta rinnassa ja pään raskautta . Thorn ja Rylander ehdottivat, että glukaania voitaisiin käyttää merkkiaineena hengitysteiden tulehdusriskin tunnistamisessa . Beijer ym. todettiin, että hengitystiealtistus β-glukaaneille saattaa vaikuttaa hengitysteiden solujen tulehdukseen, mikä voi liittyä pitkäaikaiseen altistumiseen sienille talojen sisällä. Sienet ovat kaikkialla, ja altistuminen niille on väistämätöntä; siksi altistuminen sienille voi suoraan tai epäsuorasti vaikuttaa ihmisen hyvinvointiin.

Skoonerin tutkimuksen mukaan herkkien ihmisten sienialtistus saattaa johtaa Ige-välitteiseen nenän ja limakalvojen tulehdukseen ja histamiinin vapautumiseen. Pitkäaikainen sienialtistus voi aiheuttaa sarvikuonolle kroonisia oireita, jotka eivät ole pääasiallisesti allergisia, mutta aiheuttavat ärsytystä .

allergisen nuhan oireet, jotka muistuttavat kroonisia nenäoireita, liittyvät pitkälti sick building-oireyhtymään. Lisäksi sienillä voi olla osansa sairauksien kehittymisessä, mutta tätä eroa voi olla vaikea todistaa. Vaikka yleinen käsitys on, että homeet tuottavat joukon huonosti määriteltyjä allergeeneja ja antigeenejä, useiden homelajien tärkeiden allergeenien tunnistamisessa on tapahtunut merkittävää parannusta; pelkästään A. fumigatuksesta on raportoitu yli 25 allergeenia .

aspergilluksen kloonatuilla allergeeneilla, mukaan lukien lämpöshokkiproteiinit, seriini-ja ribosomaaliset proteaasit, enolaasit ja sytotoksiinit Asp f1, on monenlaisia biologisia tehtäviä. ASP f1, joka on homologinen mitogilliinin ja A-sarcinin kanssa, on A. fumigatus-bakteerin pääasiallinen allergeeni, jonka molekyylipaino on 18 kDa; sytotoksisia ja ribonukleaasisia vaikutuksia ilmentävät A. fumigatus ja A. restrictus. Tätä allergeenia ei löydy itiöistä ja se erittyy runsaasti A. fumigatus itiöinä. Noin 85% A. Fumigatus-herkistä potilaista tuottaa IgE-vasta-aineen Asp f1: lle. IgG anti-Asp f1-vasta-aineen mittausta voidaan käyttää A. fumigatus-kolonisaation merkkiaineena kystistä fibroosia, ABPA: ta ja aspergilloomaa sairastavilla potilailla . Asp f1: tä on käytetty myös T-solujen reaktiivisuuden arviointiin ABPA-potilailla.

haihtuvat orgaaniset yhdisteet

mikro-organismit tuottavat suuria määriä haihtuvia mikrobisia orgaanisia yhdisteitä (MVOCs), kuten alkoholeja, aldehydejä, ketoneja, estereitä sekä rikki-ja typpiyhdisteitä. Mvoceja pidetään periaatteessa primaarimetabolian tuotteina DNAs -, aminohappo-ja rasvahappojen synteesissä. Vaikka primaarisen ja sekundaarisen metabolian välinen ero ei ole selvä, MVOCs saattaa muodostua molempien vaiheiden aikana. MVOCs: n tuotteet riippuvat vahvasti alustasta ja ympäristöolosuhteista; eri yhdisteillä, jotka määrittelevät MVOCs: n, saattaa olla ei-mikrobiperäinen alkuperä .

sienen VOC: n (FVOCs) uskotaan voivan aiheuttaa päänsärkyä, keskittymiskyvyn puutetta, tarkkaamattomuutta ja huimausta. Aspergillus versicolor on yksi näiden yhdisteiden päätuottajista. Jotkut muut yleiset Aspergillus että kasvaa sisätiloissa ympäristöissä, kuten A. fumigatus, A. sydowii, A. flavus, ja A. niger, tuottaa FVOCs, samoin . Jotkut ihmiset, kuten astmaatikot, voivat reagoida pienempiin MVOCs-pitoisuuksiin verrattuna muihin yksilöihin.

epidemiologiset tutkimukset Fvoceilla raportoivat positiivisen yhteyden Sisäympäristöissä esiintyvien Fvocien ja astman tai allergioiden välillä . Aiemmat tutkimukset osoittivat, että sieniviljelmissä esiintyvät haihtuvat aineenvaihduntatuotteet, kuten A. fumigaatit, ovat havaittavissa sienten kolonisoimien tai tartunnan saaneiden potilaiden hengityksessä . Mikro-organismien tuottamien VOC-yhdisteiden diagnostiseen potentiaaliin on toistaiseksi kiinnitetty vain vähän tieteellistä huomiota, vaikka kasvit ja hyönteiset käyttävät näitä mikro-organismeja laajalti luonnossa viestintään ja kemoterapiahoukuttimina.; ihmistarkkailijat ovat kuitenkin todistaneet bakteerien hajun hyvin.

saattaa esiintyä muita A. fumigatuksen tuottamia haihtuvia metaboliitteja, jotka voivat olla kliinisesti hyödyllisiä. Tämänhetkisten tulosten mukaan MVOCs saattaa olla paras merkki ylimääräisestä kosteudesta ja mahdollisesta sienikontaminaatiosta, mutta niiden terveysvaikutukset ovat edelleen epäselviä.