Bevezetés

az Aspergillus fajok olyan fonalas gombák, amelyek gyakran megtalálhatók a talajban, a bomló növényzetben, valamint a magokban és a szemekben, ahol szaprofitaként szaporodnak. Az Aspergillus Fajok esetenként károsak lehetnek az emberekre . A legtöbb Aspergillus faj egész évben a föld legkülönbözőbb környezeteiben és szubsztrátjaiban fordul elő. Csak néhány jól ismert faj tekinthető fontos opportunista kórokozónak az emberekben .

a polifázisos taxonómia jelentős hatással volt az Aspergillus nemzetség fajfogalmaira. A nemzetséget 22 különálló részre osztották: Aspergillus, Fumigati, Circumdati, Terrei, Nidulantes, Ornati, Warcupi, Candidi, Restricti, Usti, Flavipedes és Versicolores tartalmaznak klinikailag releváns fajokat (5). Bár a nemzetségben több mint 200 ismert faj van, csak kis számban társulnak az emberek fertőzéseihez .

emberben az Aspergillus fumigatus a leggyakoribb és életveszélyes, levegőben terjedő opportunista gombás kórokozó, amely különösen fontos az immunhiányos gazdaszervezetek körében . Az A. fumigatus spórák (conidia) belélegzése a tüdőbe több betegséget okozhat, amelyek a gazdaszervezet immunológiai állapotától függenek. Ezek a betegségek közé tartozik az invazív pulmonalis aspergillosis, aspergilloma, és különböző formái túlérzékenységi betegségek, mint például az allergiás asztma, túlérzékenység, pneumonitis, és allergiás bronchopulmonáris aspergillosis (ABPA) .

jelentős aggodalomra ad okot a levegőben lévő biológiai anyagoknak való kitettség lehetséges egészségügyi kimenetele . A penészgombák fontos veszélyt jelentenek az emberi egészségre; hatásuk a mérsékelt allergiától és a súlyos asztmától a terjesztett fertőzésekig terjed. A beltéri helyeken lévő penészgombáknak való kitettséget általában nem tekintik a gombás betegségek etiológiájának specifikus kockázati tényezőjének, kivéve, ha bizonyos speciális körülmények vannak jelen, amelyek nélkülözhetetlenek a specifikus fertőzésekhez.

A szövetekre különösen agresszív gombafertőzések az immunhiányos egyénekre korlátozódnak (pl. kórházi betegek). Az Aspergillus Fajok mindenütt jelen vannak az otthoni és kórházi környezetben. A szobanövények természetes környezetet jelentenek ezeknek a gombáknak a növekedéséhez ; azonban kevés ajánlást tettek arra vonatkozóan, hogy elkerüljék a beltéri helyeken a gombás proliferáció ismert forrásait (növények és virágok).

korábban számos tanulmány kimutatta, hogy a nedvesség által károsított épületekből származó beltéri, levegő által terjesztett gombáknak való kitettség káros egészségügyi hatásokat okozhat . Az Aspergillus az egyik jól dokumentált forma, amelyről ismert, hogy egészségügyi problémákat okoz. Az olyan penészgombák, mint az Aspergillus, a toxicitás, az allergia és a fertőzés következtében hátrányosan befolyásolhatják az emberi egészséget . Egyes Aspergillus fajokról ismert, hogy képesek másodlagos metabolitok vagy mikotoxinok előállítására . A vegyes szerves porok magas koncentrációjának belélegzése, beleértve a mikotoxinokat, az illékony szerves vegyületeket (VOC-ket) és az allergéneket (glükánokat), beteg épület szindrómával jár .

a jelen tanulmány az Aspergillus fajokon beltéri környezetben végzett vizsgálatok áttekintése; e fajokról világszerte kimutatták, hogy foglalkozási és közegészségügyi veszélyek. Kutatásunkat a PubMed (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed) által 1965-2015 között közzétett összes angol hivatkozás áttekintésével kezdtük, a következő kulcsszavak felhasználásával: “Aspergillus”, “beltéri környezetek”, “allergia”, “foglalkozási veszély”, “illékony szerves vegyület” és “mycotoxin”. Miután áttekintettük ezt a kezdeti jelentéssorozatot, az egyes kiadványokban felsorolt egyedi hivatkozásokat szkenneltük, hogy további esetjelentéseket találjunk.

az Aspergillus patogenitása

Mycotoxin termelés

az Aspergillus fajok számos másodlagos metabolitot, úgynevezett mikotoxint választanak ki környezetükbe . A mikotoxinokat egymást követő enzimreakciók során állítják elő több biokémiailag egyszerű közvetítő terméken keresztül az acetátok, a mevalonátok, a malonitok és néhány aminosav elsődleges metabolizmusából. Az Aspergillus a legjelentősebb ismert mikotoxinokat termeli, beleértve az aflatoxint, a gliotoxint és az ochratoxin A-t . A másodlagos metabolit gliotoxin vonzotta a legnagyobb érdeklődést A. fumigatus erős immunszuppresszív és citocid tulajdonságai, valamint az a tény, hogy könnyen kimutatható a kísérleti fertőzés során, valamint az aspergillosisban szenvedő betegek szérumában . Mindazonáltal az egyéb toxinok specifikus szerepe az aspergillosis patogenezisében jól meghatározott.

a gombás metabolitok károsíthatják a fagocitikus funkciókat is, amelyek általában elpusztítják a kúpos és kötőjeles formákat. A Gliotoxin csökkenti a gombaelemek tapadását és fagocitózisát; az aflatoxin befolyásolja a fagocitózist, az intracelluláris leölést és a spontán szuperoxid termelést. A kötődő opsoninok komplementkötődését és aktiválódását, amelyek általában fokozzák a fagocitózist, az aflatoxin is befolyásolja, így a gombás elemek kevésbé érzékenyek a pusztulásra . Egy másik tanulmányban, Niyo et al. egy nyúl modell kimutatta, hogy a T2 toxin csökkentette fagocitózis A. fumigatus conidia alveoláris makrofágok, ezáltal növelve a súlyosságát kísérleti aspergillosis. Khoufache et al. kiállította, hogy verruculogen, egy másik mikotoxin által termelt A. a fumigatus módosította az emberi és sertéshámsejtek elektrofiziológiai tulajdonságait, amelyek lassíthatják a ciliáris verést, és károsíthatják az epitéliumot, hogy befolyásolják az A. fumigatus kolonizációját a légutakban.

Alkalmazkodás gerinces házigazdák

az Aspergillus fajok rendelkeznek, sokoldalú funkciók, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy túlélje a különböző környezeti feltételek; a faj mindenütt gomba kórokozó széles ad otthont, beleértve az emberek vagy állatok . Az Aspergillus fumigatus conidia a legtöbb más forma conidiájához képest hatékonyabban diszpergálódik a levegőben . Még az enyhe légáramok is eloszlathatják a conidia-t figyelemre méltó hidrofobicitásuk miatt. Ezek a levegőben lévő conidia védve vannak az ultraibolya besugárzástól, mivel a melanin jelenléte a sejtfalukban van .

az Aspergillus fumigatus lehet különíteni a széles körű környezeti feltételek optimális hőmérséklete 37°C (tartomány: 12-65°C), a pH-növekedés oldalak között 2.1 8.8 . A termotolerancia elősegíti a gomba növekedését nemcsak a bomló szerves anyagokban (elsődleges ökológiai résében), hanem az emlős vagy madár légúti traktusokon belül is. Az Aspergillus fumigatus általában a komposztban él, egy dinamikus környezetben, amely jelentős hőmérséklet-ingadozásokon és intenzív mikrobiális aktivitáson megy keresztül. Az élőhely virágzásának képessége jelentős termotoleranciát igényel, amely feltételezhetően hozzájárul a virulenciához . Ezek a tulajdonságok a szervezet ökológiai résén belüli versenytársakra adott válaszként fejlődhetnek ki, és nem valószínű, hogy tükröznék a gerinces gazdaszervezet védelmi mechanizmusainak specifikus adaptációit.

ezen kívül a jelenléte különböző glycosylhydrolases , egy csoport extracelluláris proteinases az A. fumigatus genom, megerősíti a képessége, hogy a gomba növekedését megalázó poliszacharidok a növényi sejtfalak, illetve megszerzése nitrogén források rendelkezésre keresztül bomlás fehérje szubsztrát .

A fizikai jellemzők konídium engedélyezése A. fumigatus, hogy el kell tartaniuk, hogy a hám a légutak, valamint disztális részein a légúti hatékonyabban, mint a többi gomba fajok hasonló méretű levegőben a spórák . Az Aspergillus fumigatus conidia gömbölyű vagy subglobose, mérete (2-3, 5 µm) elég kicsi ahhoz, hogy megkerülje a mucociliáris clearance-t és elérje az alsó légutakat. Ezenkívül a melanin jelenléte a conidialis falban, valamint az erősen negatív töltésű sziálsav-maradékok hozzájárulnak az A. fumigatus védelméhez a gazdasejt-válaszokkal szemben .

sok más fertőző betegséghez hasonlóan az Aspergillus fertőzések kialakulása a kórokozó és a gazdaszervezet közötti tartós kölcsönhatásoktól függ. Megszállni az állati szövetek, az Aspergillus fajok támaszkodnak az összehangolt kifejezés sokféle gén vesz részt gombás növekedés beleértve conidial csírázás, sejtfal közgyűlés, thermotolerance, tápanyag megszerzése, valamint az ellenállás, hogy a kedvezőtlen feltételek mellett, mint az oxidatív stressz. Különböző típusú stresszeket figyeltek meg az Aspergillus patogenezis során, amelyek gombás válaszokat okoznak a stressz leküzdésére, és fokozott virulenciával és gombás perzisztenciával járhatnak .

az Aspergillus allergének és allergiák

a gombák az allergének egyik legfontosabb és legelterjedtebb termelője. Becslések szerint az emberek közel 50% – a allergiás tüneteket mutat a gombákra életük során . Meg kell azonban jegyezni, hogy a penészgombák nem dominálnak az allergénekben, és hogy a kültéri gombák fontosabbak, mint a beltéri gombák. A legtöbb ember allergiás reakciói a rhinitisre és az asztmára korlátozódnak. Az allergia progressziójának vagy fokozódásának kockázatának csökkentése érdekében a gombákat nem szabad beltéri környezetben termeszteni. A gomba kolonizációját otthonokban, iskolákban vagy irodákban fel kell fedezni és ki kell törölni, mielőtt a nedvesség megkönnyíti az ilyen gombák növekedését .

az asztma etiológiájában úgy gondolják, hogy a gombás allergének kevésbé jelentősek, mint az otthonokban meglévő por; mindazonáltal a gombák eltávolítása a lakókörnyezetből javíthatja az asztmát. Tanulmányok kimutatták, hogy összefüggés van az asztma súlyosbodása felnőttek és a magas koncentrációjú beltéri Aspergillus spp. között. és az allergénjeik . A meglévő szakirodalom szerint az asztmás gyermekek számára egészségügyi ellátást nyújtó otthonokban a gombatelepek száma magasabb, különösen a gyermekágyakban, valamint azokban a helyiségekben, ahol a gyermekek az idejük nagy részét töltik .

az allergének hivatalos honlapja szerint (www.allergen.org), az Aspergillus számos faja, köztük az A. fumigatus, A. niger, A. flavus és A. oryzae allergiás. A mai napig az A. fumigatus 21 ismert és 25 előre jelzett allergénjét azonosították . Az A-ban két allergént, az Asp fl18-at és az Asp fl 13-at mutattak ki. az A. oryzae esetében flavust és négy allergént azonosítottak: Asp lipázt, Asp o laktázt, Asp o 21-et és Asp o 13-at .

az Aspergillusra való érzékenység allergiás betegségekhez kapcsolódik . Az Aspergillus a belső allergének jelentős forrása lehet . Egy tanulmány szerint Jaakkola et al., az A. fumigatus specifikus IgE szignifikánsan összefüggött a felnőttek asztmájával . Számos tanulmány kimutatta, hogy a nedvesség és a gombák megfigyelhető növekedése a házakban károsíthatja az egészséges emberi légzőrendszert (49-51).

a fent említett vizsgálatok jelentős összefüggést tártak fel a lakókörnyezet páratartalma és a gombák beltéri környezetben történő növekedése, légzési nehézségek, asztma és légúti tünetek között. Az asztma súlyossága és a tünetek átlagos száma megerősíti a nedvességtartalommal és a gombás növekedéssel való összefüggését.

serdülőknél az inhalációs allergénekkel szembeni érzékenység az élet első éveiben magasabb IgE-arányt mutatott a környezetileg belélegzett allergénekhez képest (50). A macskaszőrre és a kutyaszőrre való érzékenység után a nyugati országokban a gyermekkori otthonokban a porral szembeni érzékenység fontos feltétel . A gombákra való érzékenység eloszlása és orvosi jelentősége még nem ismert a fiatal betegek körében.

a háziporra való érzékenység, a gyermekkori légzőszervi tünetek és az esetleges gombás allergének a párás otthonokban való életből eredhetnek . A közelmúltban a kutatók a levegőben terjedő gombaspórák koncentrációja és a gyermekek egészségi állapota közötti összefüggést vizsgálták. Télen beltéri környezetben bizonyos gombafajoknak való kitettség a gyermekek asztmájának, atópiájának és légzőszervi tüneteinek kockázati tényezője .

abnormális allergiás szindrómák, mint például az ABPA és az allergiás gombás rhinosinusitis, valamint a beltéri környezetekben a gombákra adott allergiás válaszok az IgE vagy az IgG következményei lehetnek, amelyek mindkettő beltéri környezetben gombáknak való kitettséggel jár, bár a beltéri környezetben lévő gombákat nem tekintik kockázati tényezőknek ezekre a körülményekre .

a gombák tartalmazhatnak allergéneket, toxinokat és esetenként fertőző összetevőket. ismert, hogy a β-d-glükánok, amelyek a legtöbb gombasejt falának szerkezeti vegyületeit alkotják, serkentik a makrofágokat és a neutrofileket. Ezek a vegyületek a poros felületeken gombás klasztereket tartalmazó felületek hatékony markerei . A gombás glükánokról, különösen (1→3)-ß-glükánokról számoltak be, hogy alapvető szerepet játszanak a krónikus tüdőbetegségek induktoraként . A glükánok nem specifikus gyulladás jeleivel is társulhatnak. A glükán vízben oldhatatlan formája késleltetett választ okoz a tüdőfal makrofágjainak és limfocitáinak csökkent szintje tekintetében .

az 1 ng/m3 feletti Glükánszint olyan tüneteket okoz, mint a krónikus bronchitis, ízületi fájdalom, orrviszketés, mellkasi szorítás és nehézség a fejben . Thorn és Rylander azt javasolta, hogy a glükán használható markerként a légúti gyulladás kockázatának azonosítására . Beijer et al. megállapították, hogy a β-glükánok légzési kihívása befolyásolhatja a légzősejtek gyulladását, ami összefügghet a házak belsejében lévő gombák hosszabb expozíciójával. A gombák mindenütt jelen vannak, és elkerülhetetlen az expozíció; ezért a gombáknak való kitettség közvetlenül vagy közvetve befolyásolhatja az emberi jólétet.

A Skoner egy tanulmánya szerint az érzékeny embereknél a gombáknak való kitettség IgE-mediált orr-nyálkahártya-gyulladáshoz és hisztamin felszabadulásához vezethet. A gombáknak való tartós kitettség rhino krónikus tüneteket okozhat, amelyek elsősorban nem allergiásak, de irritációt okoznak .

az allergiás rhinitis tünetei, amelyek hasonlítanak az orr krónikus tüneteire, nagyrészt a beteg épület szindrómájához kapcsolódnak. Ezenkívül a gombák szerepet játszhatnak a betegségek kialakulásában, de ezt a különbséget nehéz bizonyítani. Bár van egy általános felfogás, hogy penészgombák termelnek egy sor rosszul meghatározott allergének és antigének, volt jelentős javulás azonosításában fontos allergének több penészfaj; több mint 25 allergének számoltak be A. fumigatus egyedül .

az Aspergillus klónozott allergénjei, beleértve a hősokk fehérjéket, a szerint és a riboszomális proteázokat, az enolázokat és az ASP f1 citotoxinokat, biológiai funkciók széles skálájával rendelkeznek. Az ASP f1, amely homológ a mitogillinre és az a-sarcinisra, az A. fumigatus egyik fő allergénje, amelynek molekulatömege 18 kDa; a citotoxikus és ribonukleáz hatást az A. fumigatus és az A. restrictus fejezi ki. Ez az allergén nem található meg a spórákban, és bőségesen kiválasztódik, mint az A. fumigatus csírázik. Az A. Fumigatus-érzékeny betegek körülbelül 85% – a termeli az IgE antitestet az Asp f1-hez. Az IgG anti-Asp F1 antitest mérése az A. fumigatus kolonizáció markereként alkalmazható cisztás fibrózisban, ABPA-ban és aspergillomában szenvedő betegeknél . Az ASP f1-et az ABPA-betegek T-sejt reaktivitásának értékelésére is alkalmazták.

illékony szerves vegyületek

a mikroorganizmusok nagy mennyiségű illékony mikrobiális szerves vegyületet (MVOCs) termelnek, beleértve az alkoholokat, aldehideket, ketonokat, észtereket, valamint ként és salétromvegyületeket. Az MVOCs-k elvileg a DNAs, aminosavak, zsírsavak szintézisének elsődleges anyagcseréjének termékei. Bár az elsődleges és a másodlagos metabolizmus közötti különbség nem egyértelmű, a Mvoc-k mindkét szakaszban kialakulhatnak. Az MVOCs termékei erősen függnek a hordozótól és a környezeti feltételektől; különböző vegyületek, amelyek meghatározzák MVOCs lehet egy nem mikrobiális eredetű .

úgy gondolják, hogy a gombás VOC-k (FVOCs) fejfájást, koncentrációhiányt, figyelmetlenséget és szédülést okozhatnak. Az Aspergillus versicolor ezeknek a vegyületeknek az egyik fő gyártója. Néhány más gyakori faj Aspergillus, hogy nő a beltéri környezetben, beleértve A. fumigatus, A. sydowii, A. flavus, és A. niger, termel FVOCs, is . Egyes emberek, mint például az asztmás betegek, reagálhatnak az MVOCs alacsonyabb koncentrációira, mint más egyének.

epidemiológiai vizsgálatok FVOCs jelentett pozitív kapcsolat FVOCs beltéri környezetben, valamint az asztma vagy allergia . Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a gombatenyészetekben, például az A. fumigátokban található Illékony metabolitok kimutathatók a gombák által kolonizált vagy fertőzött betegek lélegzetében . Eddig kevés tudományos figyelmet fordítottak a mikroorganizmusok által termelt VOC-k diagnosztikai potenciáljára, bár ezeket a mikroorganizmusokat széles körben használják a természetben a kommunikációhoz, valamint a növények és rovarok kemo-vonzóiként; a baktériumok illatát azonban az emberi megfigyelők jól dokumentálták.

előfordulhat, hogy az A. fumigatus által termelt Illékony metabolitok klinikailag hasznosak lehetnek. A jelenlegi eredmények szerint az MVOCs lehet a legjobb markere a felesleges nedvességnek és a lehetséges gombás fertőzésnek, azonban az egészségre gyakorolt hatásuk továbbra sem tisztázott.