曲霉属真菌,尤其是烟曲霉(Aspergillus fumigatus),是全球最重要的侵袭性真菌感染病原体之一,感染致死率高达50%左右,严重威胁免疫功能低下人群的生命安全。传统对曲霉致病性的研究多聚焦于其自身的遗传和代谢机制,但近年来,真菌中寄生的病毒 - - 称为真菌病毒或真菌病毒(mycoviruses) - - 的作用逐渐受到科学界关注。最新的研究表明,烟曲霉携带的双链RNA病毒不仅不会削弱其生存能力,反而大幅提升了曲霉的环境适应力和致病性,开启了真菌病毒与宿主互利共生的新视角。真菌病毒存在于真菌的多个门类中,据调查超过20%的真菌分离株带有不同类型的病毒,这些病毒大多是双链RNA或单链RNA病毒。过去,真菌病毒被认为是宿主的寄生者,部分甚至导致宿主的毒力下降或生长抑制,然而,新证据显示某些真菌病毒能够调节真菌的多种生理功能,从而增强真菌的生存优势和致病潜力。烟曲霉多段双链RNA病毒(Aspergillus fumigatus polymycovirus-1M, AfuPmV-1M)作为Polymycoviridae家族成员,拥有五个开放阅读框,分段编码多种病毒蛋白。
自然感染的烟曲霉株携带这一病毒,研究揭示了其对真菌一系列关键生理过程的直接影响。病毒感染的烟曲霉菌株比同源病毒清除株显示出更强的抗氧化应激能力和热耐受性,这对于其生存在高温堆肥环境及宿主体内的氧化性免疫反应中极为重要。病毒存在明显提升了曲霉的有性和无性孢子形成效率,尤其是促进了产生黑色素的关键酶基因表达,黑色素作为曲霉防御免疫细胞杀伤的重要因子,增强了其对宿主防御的抵抗力。深入分析显示,AfuPmV-1M感染促进了菌丝体中转录因子BrlA的表达,这一因子在调控曲霉的无性发育及代谢物生物合成中扮演核心角色。该病毒还调控了曲霉细胞内的RNA代谢通路,显著提升RNA聚合酶III相关蛋白及转运RNA的合成,暗示病毒可能通过操控宿主RNA机制提升自身复制效率的同时,激活真菌应激反应系统。另外,病毒感染增强了曲霉中应激颗粒(stress granules)的形成,这类细胞质颗粒用于调控蛋白质合成和应对环境压力,其增加有助于真菌快速适应氧化、热和渗透压等多重环境挑战。
病毒载真菌的孢子在小鼠肺部模型和免疫细胞中表现出更强的存活能力,尤其在被中性粒细胞吞噬后,病毒存在的曲霉孢子的杀伤率明显降低,导致更严重的感染及高致死率。药物试验显示,使用广谱抗病毒药瑞巴韦林能有效降低病毒载量并改善感染小鼠的生存率,提示针对真菌病毒的治疗策略或可成为抗曲霉病的创新手段。以上研究不仅丰富了我们对真菌病毒与宿主相互作用的理解,也开辟了针对真菌感染的新型治疗视角。以AfuPmV-1M为代表的真菌内源病毒通过促进真菌的抗逆性和致病性,体现了病毒与真菌宿主间复杂的共进化关系。未来研究需继续探索其他真菌病毒的存在形式及其在不同临床和环境菌株中的作用,提升对真菌感染生态学的认识,从而推动诊断及治疗技术的革新。在全球抗真菌治疗面临耐药性挑战的当下,靶向真菌伴生病毒或许能够绕过传统药物的限制,开创"抗致病性"疗法的新纪元。
真菌病毒的发现为我们重新审视微生物群落在宿主致病机制中的作用提供了新的窗口,揭示环境微生物与病原体之间复杂而微妙的共生关系,强调了精准治疗的必要性和潜力。 。
