introduktion

Aspergillus-arter är filamentösa svampar som vanligtvis finns i jord, ruttnande vegetation och frön och korn, där de trivs som saprofyter. Aspergillus arter kan ibland vara skadliga för människor . De flesta Aspergillus-arter finns i en mängd olika miljöer och substrat på jorden under hela året . Endast ett fåtal kända arter anses vara viktiga opportunistiska patogener hos människor .

polyfasisk taxonomi har haft stor inverkan på artbegrepp i släktet Aspergillus. Släktet har delats in i 22 distinkta sektioner; Aspergillus, Fumigati, Circumdati, Terrei, Nidulantes, Ornati, Warcupi, Candidi, Restricti, Usti, Flavipedes och Versicolores innehåller kliniskt relevanta arter (5). Även om det finns mer än 200 kända arter i släktet, är endast ett litet antal av dem associerade med infektioner hos människor .

hos människor är Aspergillus fumigatus den vanligaste och livshotande luftburna opportunistiska svamppatogen, vilket är särskilt viktigt bland immunkompromitterade värdar . Inandning av A. fumigatus-sporer (conidia) i lungorna kan orsaka flera sjukdomar, vilket beror på värdens immunologiska status hos människor. Dessa sjukdomar inkluderar invasiv pulmonell aspergillos, aspergillom och olika former av överkänslighetssjukdomar såsom allergisk astma, överkänslighet, pneumonit och allergisk bronkopulmonell aspergillos (ABPA) .

det finns stor oro för de potentiella hälsoutfallen av exponering för biologiska material som finns i luften . Mögel utgör ett viktigt hot mot människors hälsa; deras effekter sträcker sig från måttliga allergier och svår astma till spridda infektioner. Exponering för mögel på inomhusplatser anses vanligtvis inte vara en specifik riskfaktor i etiologin av svampsjukdomar om inte vissa speciella tillstånd är närvarande som är nödvändiga för specifika infektioner.

svampinfektioner som är särskilt aggressiva mot vävnader är begränsade till immunkompromitterade individer (t.ex. sjukhuspatienter). Aspergillus arter är en allestädes närvarande mögel i hem-och sjukhusmiljöer. Inomhusplantor representerar en naturlig miljö för tillväxten av dessa svampar ; men få rekommendationer har gjorts om att undvika kända källor till svampproliferation (växter och blommor) inomhus.

flera studier har tidigare visat att exponering för inomhus, luftburna svampar från fuktskadade byggnader kan leda till negativa hälsoeffekter . Aspergillus är en av de väldokumenterade formarna som är kända för att orsaka hälsoproblem. Mögel som Aspergillus kan påverka människors hälsa negativt baserat på toxicitet, allergi och infektion . Vissa arter av Aspergillus är kända för att kunna producera sekundära metaboliter eller mykotoxiner . Inandning av höga koncentrationer av Blandat organiskt damm, inklusive mykotoxiner, flyktiga organiska föreningar (VOC) och allergener (glukaner), är förknippade med sjukbyggnadssyndrom .

föreliggande papper är en genomgång av studier utförda på Aspergillus-arter i inomhusmiljöer; dessa arter visade sig vara yrkes-och folkhälsofaror över hela världen. Vi inledde vår sökning genom att granska alla engelska referenser publicerade i PubMed (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed) under 1965-2015 med hjälp av följande nyckelord: ”Aspergillus”, ”inomhusmiljöer”, ”allergi”, ”yrkesrisk”, ”flyktig organisk förening” och ”mykotoxin”. Efter att vi granskat denna första serie rapporter skannade vi enskilda referenser som listas i varje publikation för att hitta ytterligare fallrapporter.

patogenicitet hos Aspergillus

mykotoxinproduktion

Aspergillus-arter utsöndrar många sekundära metaboliter som kallas mykotoxiner i sin miljö . Mykotoxiner produceras under på varandra följande enzymreaktioner via flera biokemiskt enkla mellanprodukter från den primära metabolismen av acetater, mevalonater, maloniter och vissa aminosyror. Aspergillus producerar några av de mest signifikanta kända mykotoxinerna inklusive aflatoxin, gliotoxin och ochratoxin A . Den sekundära metaboliten gliotoxin har väckt mest intresse för A. fumigatus på grund av dess potenta immunsuppressiva och cytocidala egenskaper och det faktum att det lätt kan detekteras under experimentell infektion och i sera från patienter med aspergillos . Ändå är de specifika rollerna hos andra toxiner i patogenesen av aspergillos väldefinierade.Svampmetaboliter kan också försämra fagocytiska funktioner som normalt skulle förstöra konidiala och hyfala former. Gliotoxin minskar vidhäftning och fagocytos av svampelement; aflatoxin påverkar fagocytos, intracellulär dödande och spontan superoxidproduktion. Komplementbindning och aktivering av bundna opsoniner, som normalt förbättrar fagocytos, påverkas också av aflatoxin, vilket gör svampelement mindre mottagliga för förstörelse . I en annan studie, Niyo et al. användning av en kaninmodell visade att T2-toxin minskade fagocytos av A. fumigatus conidia genom alveolära makrofager, vilket ökade svårighetsgraden av experimentell aspergillos. Khoufache et al. uppvisade att verruculogen, ett annat mykotoxin producerat av A. fumigatus, modifierade de elektrofysiologiska egenskaperna hos humana och svin epitelceller, vilket kan bromsa ciliärslag och skada epitelet för att påverka koloniseringen av A. fumigatus i luftvägarna.

anpassning till ryggradsvärdar

Aspergillus-arter har mångsidiga egenskaper som gör det möjligt för dem att överleva under olika miljöförhållanden; arten är en allestädes närvarande svamppatogen i ett brett spektrum av värdar inklusive människor och djur . Aspergillus fumigatus conidia, i jämförelse med conidia hos de flesta andra formar, sprids mer effektivt i luften . Även små luftströmmar kan sprida conidia på grund av deras anmärkningsvärda hydrofobicitet. Dessa luftburna konidier skyddas mot ultraviolett bestrålning med tanke på närvaron av melanin i deras cellväggar .

Aspergillus fumigatus kan isoleras från ett brett spektrum av miljöförhållanden vid en optimal temperatur på 37 kg c (intervall: 12-65 kg C) och pH på tillväxtställen mellan 2,1 och 8,8 . Thermotolerance underlättar svampens tillväxt inte bara i förfallande organiskt material (dess primära ekologiska nisch) utan också inom däggdjurs-eller aviära luftvägar. Aspergillus fumigatus finns vanligtvis i kompost, en dynamisk miljö som genomgår stora fluktuationer i temperatur och intensiv mikrobiell aktivitet. Förmågan att trivas i denna livsmiljö behöver en betydande nivå av termotolerans, vilket antas bidra till virulens . Dessa egenskaper kan utvecklas som svar på konkurrenter inom organismens ekologiska nisch och är osannolikt att återspegla specifika anpassningar för att motverka ryggradsvärdsförsvarsmekanismer.dessutom bekräftar närvaron av olika glykosylhydrolaser , en grupp extracellulära proteinaser i A. fumigatus-genomet, svampens förmåga att växa genom att försämra polysackarider från växtcellväggar och förvärva kvävekällor som görs tillgängliga genom nedbrytning av proteinhaltiga substrat . de fysiska egenskaperna hos conidia gör det möjligt för A. fumigatus att nå och fästa vid epitelet i luftvägarna och distala delar av luftvägarna mer effektivt än andra svamparter med liknande luftburna sporer . Aspergillus fumigatus conidia är globos till subglobos med en storlek (2-3, 5 Ci) tillräckligt liten för att kringgå mukociliär clearance och nå de nedre luftvägarna. Dessutom bidrar närvaron av melanin i konidialväggen och starkt negativt laddade sialinsyrarester till skydd av A. fumigatus mot värdcellsvar .

I likhet med många andra infektionssjukdomar är utvecklingen av aspergillusinfektioner beroende av långvariga interaktioner mellan patogenen och värden. För att invadera djurvävnader förlitar sig Aspergillus-arter på det samordnade uttrycket av ett brett spektrum av gener som är involverade i svamptillväxt inklusive konidial spiring, cellväggmontering, termotolerans, näringsförvärv och motståndskraft mot ogynnsamma förhållanden som oxidativ stress. Olika typer av stress observerades inträffa under Aspergillus patogenes, vilket orsakar svampsvar att övervinna stress och kan vara förknippade med ökad virulens och svamp uthållighet .

Aspergillus allergener och allergier

svampar är en av de viktigaste och mest utbredda producenterna av allergener. Det har uppskattats att nästan 50% av människor utvecklar allergiska symtom mot svampar under sin livstid . Det måste dock noteras att mögel inte är dominerande allergener och att utomhussvampar är viktigare än inomhus. De flesta allergiska reaktioner är begränsade till rinit och astma. För att minska risken för progression eller intensifiering av allergi får svampar inte växa i inomhusmiljöer. Svampkolonisering i hem, skolor eller kontor måste upptäckas och torkas ut innan fukt underlättar tillväxten av sådana svampar .

i astmaetiologi tros svampallergener vara mindre signifikanta än damm som finns i hemmen; ändå kan eliminering av svampar från bostadsmiljöer förbättra astma. Studier har visat att det finns ett samband mellan astmaexacerbation hos vuxna och höga koncentrationer av inomhus Aspergillus spp. och deras allergener . Enligt den befintliga litteraturen är antalet svampkolonier i hem som tillhandahåller vård för astmatiska barn högre, särskilt i barnsängar och de rum där barn tillbringar större delen av sin tid .

enligt den officiella webbplatsen för allergener (www.allergen.org), flera arter av Aspergillus, inklusive A. fumigatus, A. niger, A. flavus och A. oryzae, är allergiska. Hittills har 21 kända och 25 förutsagda allergener av A. fumigatus identifierats . Två allergener, asp fl18 och asp fl 13, har detekterats i A. flavus och fyra allergener har identifierats för A. oryzae: Asp lipas, asp o laktas, Asp o 21 och Asp o 13 .

känslighet för Aspergillus är relaterad till allergiska sjukdomar . Aspergillus kan vara en betydande källa till interna allergener . I en studie av Jaakkola et al., specifik IgE till A. fumigatus var signifikant relaterad till astma hos vuxna . Flera studier visade hur fukt och observerbar tillväxt av svampar i hus kan skada friska mänskliga andningsorgan (49-51).

ovannämnda studier avslöjade ett signifikant samband mellan luftfuktigheten i bostadsmiljöer och tillväxten av svampar i inomhusmiljöer, andningssvårigheter, astma och andningssymtom. Svårighetsgraden av astma och det genomsnittliga antalet symtom bekräftar dess samband med fuktinnehåll och svamptillväxt.

hos ungdomar har känslighet för inhalerade allergener visat högre IgE-frekvenser jämfört med miljöinhalade allergener under de första åren av livet (50). Efter känslighet för katt-och hundhår är känslighet för damm i hem under barndomen ett viktigt villkor i västländer . Fördelningen och den medicinska betydelsen av känslighet för svampar är fortfarande okänd bland unga patienter.

känslighet för husdamm, andningsbesvär hos barn och eventuella svampallergener kan bero på att bo i fuktiga hem . Nyligen har forskare undersökt förhållandet mellan koncentrationen av luftburna svampsporer och hälsoutfall hos barn. Exponering för vissa typer av svampar i inomhusmiljöer på vintern visar sig vara en riskfaktor för astma, atopi och andningssymtom hos barn .

onormala allergiska syndrom, såsom ABPA och allergisk svamp rhinosinusit, och allergiska reaktioner på svampar i inomhusmiljöer kan bero på IgE eller IgG, som båda är förknippade med exponering för svampar i inomhusmiljöer, även om svampar i inomhusmiljöer inte anses vara riskfaktorer för dessa tillstånd .

svampar kan innehålla allergener, toxiner och ibland smittsamma komponenter. som utgör de strukturella föreningarna i de flesta svampcellväggar, är kända för att stimulera makrofager och neutrofiler. Dessa föreningar är effektiva markörer för ytor som innehåller svampkluster på dammiga ytor . Svampglukaner, särskilt (1 CG3)-CG-glukaner, har rapporterats spela en viktig roll som inducerare av kroniska lungsjukdomar . Glukaner kan också vara associerade med tecken på icke-specifik inflammation. Den vattenolösliga formen av glukan orsakar ett försenat svar när det gäller reducerade nivåer av makrofager och lymfocyter i lungväggen .

Glukannivåer över 1 ng / m3 orsakar symtom som kronisk bronkit, ledvärk, kliande näsa, täthet i bröstet och tyngd i huvudet . Thorn och Rylander föreslog att glukan skulle kunna användas som en markör för att identifiera risken för luftvägsinflammation . Beijer et al. fann att en andningsutmaning mot hCG-glukaner kan påverka inflammation i andningsceller, vilket kan relateras till långvarig exponering för svampar inuti husen. Svampar är allestädes närvarande, och exponering för dem är oundviklig; därför kan exponering för svampar direkt eller indirekt påverka människors välbefinnande. enligt en studie av Skoner kan exponering för svampar hos känsliga personer leda till IgE-medierad näsa-slemhinneinflammation och frisättning av histamin. Långvarig exponering för svampar kan leda till rhino kroniska symtom som inte är huvudsakligen allergiska men orsakar irritation .

symptomen på allergisk rinit, som liknar kroniska symtom på näsan, är till stor del förknippade med sjukbyggnadssyndrom. Dessutom kan svampar spela en roll i sjukdomsutvecklingen, men denna skillnad kan vara svår att bevisa. Även om det finns en allmän uppfattning att mögel producerar en rad dåligt definierade allergener och antigener, har det skett en signifikant förbättring när det gäller att identifiera viktiga allergener från flera mögelarter; över 25 allergener har rapporterats från A. fumigatus ensam .

de klonade allergenerna av Aspergillus, inklusive värmechockproteiner, serin-och ribosomala proteaser, enolaser och cytotoxiner Asp f1, har ett brett spektrum av biologiska funktioner. Asp f1, som är homolog med mitogillin och A-sarcinis, är ett viktigt allergen av A. fumigatus med en molekylvikt av 18 kDa; cytotoxiska och ribonukleaseffekter uttrycks av A. fumigatus och A. restrictus. Detta allergen finns inte i sporer och utsöndras rikligt när A. fumigatus groddar. Cirka 85% av A. Fumigatus-känsliga patienter producerar IgE-antikroppen mot asp f1. Mätning av IGG anti-Asp f1-antikroppen kan användas som en markör för A. fumigatus kolonisering hos patienter med cystisk fibros, ABPA och aspergillom . Asp f1 har också tillämpats för att bedöma t-cellreaktivitet hos ABPA-patienter.

flyktiga organiska föreningar

mikroorganismer producerar stora mängder flyktiga mikrobiella organiska föreningar (Mvoc) inklusive alkoholer, aldehyder, ketoner, estrar samt svavel-och salpeterföreningar. MVOCs betraktas i princip som produkter av primär metabolism under syntes av DNA, aminosyror och fettsyror. Även om skillnaden mellan primär och sekundär metabolism inte är klar kan Mvoc bildas under båda stadierna. Produkterna från Mvoc beror starkt på substratet och miljöförhållandena; olika föreningar som definierar Mvoc kan ha ett icke-mikrobiellt ursprung .

man tror att svamp voc (fvoc) kan orsaka huvudvärk, brist på koncentration, ouppmärksamhet och yrsel. Aspergillus versicolor är en av de största producenterna av dessa föreningar. Några andra vanliga arter av Aspergillus som växer i inomhusmiljöer, inklusive A. fumigatus, A. sydowii, A. flavus och A. niger, producerar också FVOCs . Vissa personer som astmatiker kan svara på lägre koncentrationer av Mvoc jämfört med andra individer.

epidemiologiska studier på fvoc rapporterade ett positivt samband mellan fvoc i inomhusmiljöer och astma eller allergier . Tidigare studier visade att flyktiga metaboliter som finns i svampkulturer, såsom A. fumigates, är detekterbara i andan hos patienter koloniserade eller infekterade av svampar . Hittills har lite vetenskaplig uppmärksamhet fokuserats på den diagnostiska potentialen hos VOC som produceras av mikroorganismer, även om dessa mikroorganismer används i stor utsträckning i naturen för kommunikation och som kemoattraktiva medel av växter och insekter; lukten av bakterier har dock dokumenterats väl av mänskliga observatörer.

det kan finnas andra flyktiga metaboliter som produceras av A. fumigatus som kan vara kliniskt användbara. Enligt de nuvarande resultaten kan Mvoc vara de bästa markörerna för överskott av fukt och eventuell svampförorening; deras effekter på hälsan är dock oklara.