Setosphaeria rostrata
| Setosphaeria rostrata | |
|---|---|
| |
| Научная классификация | |
| Королевство: | |
| Тип: | |
| Сорт: | |
| Подкласс: | |
| Заказ: | |
| Семья: | |
| Род: | |
| Разновидность: | С. рострата
|
| Биномиальное имя | |
| Setosphaeria rostrata Кей Джей Леонард (1976)
| |
Setosphaeria rostrata — жароустойчивый гриб с бесполой репродуктивной формой (анаморфой), известной как Exserohilum rostratum . [ 1 ] Этот гриб является распространенным патогеном растений, вызывая пятнистость листьев , а также гниль кроны и корней трав. Он также встречается в почвах и тканях субтропических и тропических регионов. [ 2 ] Exserohilum rostratum - один из 35 видов Exserohilum, которые редко являются условно-патогенными микроорганизмами человека. [ 3 ] где он является этиологическим агентом синуситов , кератитов , поражений кожи и часто смертельного менингоэнцефалита. [ 4 ] Инфекции, вызванные этим видом, чаще всего наблюдаются в регионах с жарким климатом, таких как Израиль, Индия и юг США. [ 5 ]
Рост
[ редактировать ]Setosphaeria rostrata дает ранние конидии с отчетливым выступающим воротами. [ 1 ] Конидии прямые, изогнутые или изогнутые, а перегородка над воротами утолщена и темна. [ 1 ] Стенки обычно шероховатые, цвета от коричневого до оливкового, обычно имеется 7–9 перегородок, однако у некоторых их бывает 4–14. [ 1 ] Виды Exserohilum обычно демонстрируют быстрый рост, образуя темнопигментированные колонии. [ 6 ] Два других близкородственных вида, E. longirostratum и E. mcginnisii , демонстрируют высокую гомологию с E. rostratum ; однако их можно отличить по конидиальной морфологии. [ 6 ] Exserohilum ongirostratum характеризуется более крупными конидиями (до 228 х 12–19 мкм) с 6–16 дистосептами, изогнутыми по центру. [ 6 ] Напротив, у E. mcginnisii имеются слегка булавовидные конидии, гладкостенные, коричневые, размером 44–76 x 11–18 мкм, с 4–8 дистосептами без затемненных полос. [ 6 ]
in vitro Исследования роста E. rostratum показывают, что спорообразование полностью подавляется светом при 34 ° C (93 ° F), но не при более низких температурах. [ 7 ] Оптимальное спорообразование при постоянном освещении происходит при температуре 28–31 °C (82–88 °F) in vitro . [ 7 ] При этих более низких температурах спорообразование смещается от индукции конидиеносцев к образованию конидий. [ 7 ] При 34 ° C (93 ° F) при постоянном освещении образуются только конидиеносцы. [ 7 ] Спорообразование видов Exserohilum можно усилить путем выращивания на целлюлозной среде для лучшей идентификации в культуре. [ 8 ] В образцах почвы, зараженной естественным путем, наложение фильтровальной бумаги на чашки способствует спорообразованию и обеспечивает обнаружение при низких уровнях популяции. [ 8 ]
Экология
[ редактировать ]В 1952 году исследование Французской Сахары и пустынной зоны Кызыл-Кум в Туркестане выявило широкий спектр микромицетов в самых верхних слоях почвы. [ 9 ] Многие из присутствующих видов представляли собой сапрофитную флору темной пигментации, включая Helminthosporium , Curvularia , Alternaria и Stemphylium . [ 9 ] Helminthosporium было названием рода S. rostrata . в то время [ 9 ] Эти грибы были обнаружены в основном в подвижном поверхностном слое бассейна, становясь все более редким с увеличением глубины. [ 9 ] В засушливые периоды микромицеты в подвижных поверхностных слоях бассейна мобилизовались ветром, что обуславливало относительно равномерное распределение поверхностной микрофлоры в окружающих районах. [ 9 ] Было обнаружено, что популяция микрогрибов этих поверхностных пустынных почв и песков развила адаптивную морфологию, защищающую их от неблагоприятных почвенных условий. [ 9 ] Считается, что темная пигментация этих видов защищает их от света и высыхания; ее можно увидеть как в вегетативном, так и в репродуктивном состоянии. Кроме того, споры большинства Dematiaceae были многоклеточными, с поперечными перегородками в случае Helminthosporium , что увеличивает компартментализацию и защиту. [ 9 ] Другой общей характеристикой грибов, выделенных из песков пустынь, является их быстрое развитие и огромная репродуктивная способность. [ 9 ]
Патофизиология
[ редактировать ]Род Exserohilum включает дематиевые грибы, обычно вызывающие заболевания листьев растений и редко — феогифомикоз человека и животных . [ 3 ] [ 10 ] [ 11 ] Хозяева включают сахарный тростник . [ 11 ] Для грибов этого рода характерно наличие меланина в клеточных стенках, что, как полагают, способствует их вирулентности. [ 3 ] Многие виды Exserohilum являются патогенами растений, которые поражают широкий спектр видов растений, особенно злаки Poaceae , вызывая отчетливые пятна листьев и болезни. [ 2 ] Однако было также показано, что S. rostrata выживает как у людей, так и у животных-хозяев, что указывает на патогенную универсальность. [ 2 ] [ 12 ] Хотя E. rostratum является редкой причиной инфекции у людей, этот вид может вызывать целый ряд заболеваний, включая аллергический грибковый синусит, кожные и подкожные инфекции, инвазивные заболевания и иногда кератомикоз (воспаление роговицы). [ 13 ] Инвазивные и кожные инфекции, вызванные Exserohilum, чаще возникают у лиц с иммунодефицитом или ослабленным иммунитетом, к ним относятся инфекции носовых пазух, легких, слизистой оболочки сердца и костей. [ 14 ] Принимая во внимание, что местная травма является предрасполагающим фактором для инфекций кожи и роговицы. [ 5 ] [ 14 ] Сообщалось также о менингите и периферических артритах в результате воздействия загрязненных интратекальных препаратов. [ 3 ]
Факторы вирулентности, участвующие в патогенности E. rostratum, не установлены. [ 3 ] E. rostratum — меланизированный гриб, способный развиваться при температуре млекопитающих. [ 15 ] У других патогенных грибов меланин является хорошо известным фактором вирулентности, который, как полагают, способствует вирулентности, защищая организм от иммунной системы хозяина. [ 15 ] Производство меланина также связано с лекарственной устойчивостью к полиенам и эхинокандинам, но не к азолам, поэтому вориконанол эффективен при лечении грибковых инфекций. [ 15 ]
Кожный феогифомикоз
[ редактировать ]Известно несколько случаев первичного кожного фегифомикоза, вызванного E. rostratum . В большинстве случаев пациенты имели ослабленный иммунитет, у некоторых из заболевших детей был острый лимфобластный лейкоз (ОЛЛ). [ 16 ] В одном случае у трехлетнего мальчика с ОЛЛ появилось единственное безболезненное некротическое поражение на левом предплечье, которое быстро увеличилось в размерах до 5 см в диаметре в течение 24 часов. [ 16 ] Это повреждение произошло на участке кожи на его руке, где накануне деревянная шина, покрытая марлей, закрепляла внутривенную линию. [ 16 ] В другом случае у 8-летнего мальчика с ОЛЛ развилась фебрильная нейтропения с гангренозной эктимой, поражением синусов и легких, также вследствие внутривенного заражения. [ 16 ] Случаи кожного феогифомикоза у взрослых встречались преимущественно у пациентов с ослабленным иммунитетом. [ 16 ] Однако известно несколько случаев развития феогифомикоза у внешне здоровых пациентов. [ 16 ] Один из таких случаев произошел с 55-летней женщиной, у которой после укуса медузы появились геморрагические везикулы. Другой случай произошел с 22-летним мужчиной с геморрагическими буллами. [ 16 ]
Инфекция роговицы
[ редактировать ]В 2012 году в отчете о случае кератомикоза у здорового 46-летнего фермера было обнаружено, что E. rostratum является причиной инфекции роговицы после случая местной травмы растительными веществами. [ 13 ] При осмотре глаз выявлена центральная язва роговицы диаметром около 8 мм с серовато-белым налетом, перистыми краями, в правом глазу наблюдался диффузный отек роговицы. [ 13 ]
Менингоэнцефалит
[ редактировать ]В 2012 году E. rostratum был ответственен за общенациональную вспышку грибкового менингита в США, вызванную зараженными инъекциями кортикостероидов из Центра составления рецептур Новой Англии (NECC) во Фрамингеме, штат Массачусетс. [ 14 ] По состоянию на 23 октября 2013 г. всего инфицирован 751 человек, всего 76 человек умерли. У трехсот двадцати пяти человек были выявлены спинальные или параспинальные инфекции, у 233 из них был менингит, а у остальных - параспинальные или параспинальные инфекции суставов. В этом случае E. rostratum стал высоковирулентным для хозяина после инокуляции гриба в позвоночник. [ 3 ] ацетата (МПА) без консерванта Инъекция метилпреднизолона вызывала ограниченную иммунологическую реакцию в месте прививки, что позволяло грибку вызывать некротизирующее смертельное заболевание головного мозга. [ 3 ] Посмертный микроскопический анализ также показал, что E. rostratum был ангиоинвазивным, вызывая воспалительную реакцию с преобладанием нейтрофилов. [ 17 ]
Диагностика и лечение
[ редактировать ]На момент вспышки менингита в США в 2012 году об E. rostratum было известно очень мало , включая методы диагностики и лечения инфицированных людей. [ 18 ] Только 30% из 372 образцов пациентов, отправленных в Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC), показали ПЦР-доказательства грибковой инфекции. [ 18 ] Анализ β-D-глюкана был предложен в качестве потенциального метода раннего выявления. [ 18 ] Анализ β-D-глюкана обнаруживает (1,3)-β-D-глюкан, основной компонент клеточных стенок многих грибов, высвобождаемый во время роста клеток. [ 18 ] В случае 44-летнего мужчины анализ галактомаммана успешно способствовал раннему выявлению E. rostratum . [ 18 ] Однако в последующем исследовании положительные результаты раннего выявления E. rostratum не были успешно воспроизведены. [ 19 ]
Эффективных клинических методов лечения инфекций, вызванных Exserohilum, по-прежнему очень мало. Недавние случаи синусита и кожных инфекций сообщают об успешных результатах лечения амфотерицином B, итраконазолом и/или вориконазолом. [ 6 ] Хотя E. rostratum чувствителен к амфотерицину B, распространенному противогрибковому средству, тяжелые и потенциально смертельные побочные эффекты этого препарата ограничивают его использование у некоторых пациентов, особенно у пациентов старшего возраста. [ 20 ] [ 21 ] Недавний скрининг противогрибковых средств по перепрофилированию лекарств показал, что триазолы позаконазол и ланоконазол являются полезными альтернативными средствами для лечения вызванной E. rostratum . инфекции, [ 20 ] Позаконазол обладает высокой эффективностью и может приниматься перорально при длительном лечении инфекций, не связанных с ЦНС, таких как гнойные суставы. [ 20 ] Также было показано, что он преодолевает гематоэнцефалический барьер и, таким образом, имеет потенциал для лечения инфекций ЦНС. [ 20 ]
Биотехнологическое использование
[ редактировать ]Exserohilum rostratum используется в технологиях борьбы с Cyperus iria , распространенным сорняком на рисовых полях Юго-Восточной Азии. [ 22 ] Исследование показало, что E. rostratum может действовать как агент биоконтроля в сочетании с бентазоном для борьбы с сорняками на рисовых полях. [ 22 ] Этот вид также был предложен в качестве противомалярийного средства. [ 23 ] Было обнаружено, что E. rostratum представляет собой эндофитный штамм гриба у вида растений Stemona . [ 23 ] Из этих культур были выделены моноцерин и 11-гидроксимоноцерин, которые находят применение в противомалярийных препаратах. [ 23 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Макгиннис, Майкл; Ринальди, Майкл; Винн, Ричард (август 1986 г.). «Новые возбудители феогифомикоза: патогенные виды Bipolaris и Exserohilum» . Журнал клинической микробиологии . 24 (2): 250–259. doi : 10.1128/jcm.24.2.250-259.1986 . ПМК 268884 . ПМИД 3745423 .
- ^ Jump up to: а б с Шарма, Калпана; Госс, Эрика М.; Дикштейн, Эллен Р.; Смит, Мэтью Э.; Джонсон, Джудит А.; Саутвик, Фредерик С.; ван Брюгген, Ариена ХК; Бересвилл, Стефан (6 октября 2014 г.). «Exserohilum rostratum: характеристика межцарственного патогена растений и человека» . ПЛОС ОДИН . 9 (10): e108691. Бибкод : 2014PLoSO...9j8691S . дои : 10.1371/journal.pone.0108691 . ПМЦ 4186819 . ПМИД 25285444 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Эргонул, Ондер; Фусун, Джан; Мурат, Акова; Мэдофф, Лоуренс (2014). Клинические исследования новых инфекционных заболеваний . Лондон: Академик. стр. 296–300. ISBN 9780124201095 .
- ^ Реванкар, Санджай Г.; Саттон, Дина А. (7 октября 2010 г.). «Меланизированные грибы в болезнях человека» . Обзоры клинической микробиологии . 23 (4): 884–928. дои : 10.1128/CMR.00019-10 . ПМЦ 2952981 . ПМИД 20930077 .
- ^ Jump up to: а б Адлер, А.; Янив И.; Самра, З.; Якобович Дж.; Фишер, С.; Авраами, Г.; Леви, И. (2 марта 2006 г.). «Exserohilum: новый человеческий патоген». Европейский журнал клинической микробиологии и инфекционных заболеваний . 25 (4): 247–253. дои : 10.1007/s10096-006-0093-3 . ПМИД 16511679 . S2CID 11489934 .
- ^ Jump up to: а б с д и да Кунья, Канзас; Саттон, округ Колумбия; Джин, Дж.; Капилла, Дж.; Кано, Дж.; Гуарро, Дж. (25 июня 2012 г.). «Молекулярная идентификация и реакция клинических изолятов Exserohilum на противогрибковые препараты in vitro» . Антимикробные средства и химиотерапия . 56 (9): 4951–4954. дои : 10.1128/AAC.00488-12 . ПМЦ 3421891 . ПМИД 22733074 .
- ^ Jump up to: а б с д Хонда, Юичи; Арагаки, Минору (май 1978 г.). «Фотоспорогенез у Exserohilum rostratum: влияние температуры и возраста конидиеносцев в терминальной фазе». Микология . 70 (3): 538. дои : 10.2307/3759391 . JSTOR 3759391 .
- ^ Jump up to: а б Пратт, Роберт Г. (август 2006 г.). «Усиление споруляции у видов Bipolaris, Curvularia, Drechslera и Exserohilum путем роста на целлюлозосодержащих субстратах». Микопатология . 162 (2): 133–140. дои : 10.1007/S11046-006-0043-8 . ПМИД 16897592 . S2CID 11917135 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Нико, Жан (1958). Экология почвенных грибов: «Некоторые характеристики микрофлоры пустынных песков» . Издательство Ливерпульского университета. стр. 94–97.
- ^ «Архивная копия» . Архивировано из оригинала 29 ноября 2014 г. Проверено 18 ноября 2014 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б Мехназ, Самина (2013). «Микробы – друзья и враги сахарного тростника». Журнал фундаментальной микробиологии . 53 (12). WILEY-VCH Verlag GmbH : 954–971. дои : 10.1002/jobm.201200299 . eISSN 1521-4028 . ISSN 0233-111X . ПМИД 23322584 . S2CID 5491974 .
- ^ Аджелло, Л.; Айгер, М.; Уайбел, Р.; Виджил, Ф.Дж. (ноябрь 1980 г.). «Drechslera rostrata как возбудитель феогифомикоза». Микология 72 (6): 1094. дои : 10.2307/3759562 . JSTOR 3759562 .
- ^ Jump up to: а б с Н.М., Джозеф; Ма, Стивен; С, Кумар (2012). «Кератомикоз, вызванный Exserohilium rostratum» . Индийский журнал патологии и микробиологии . 55 : 248–9.
- ^ Jump up to: а б с «Многоштатная вспышка грибкового менингита и других инфекций | HAI | CDC» . 23 апреля 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с Анд, Дэвид; Касадевалл, Артуро (декабрь 2013 г.). «Взгляд на грибковый патогенез ятрогенной эпидемии грибкового менингита Exserohilum rostratum». Грибковая генетика и биология . 61 : 143–145. дои : 10.1016/j.fgb.2013.08.014 . ПМИД 24012946 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Сен-Жан, Мод; Сен-Жермен, Гай; Лаферьер, Селин; Тапьеро, Брюс (май 2007 г.). «Больнично-приобретенный феогифомикоз, вызванный Exserohilum rostratum, у ребенка, больного лейкемией» . Медицинская микробиология . 18 (3): 200–202. дои : 10.1155/2007/384743 . ПМЦ 2533549 . ПМИД 18923719 .
- ^ Анд, Дэвид; Касадевалл, Артуро (2013). «Взгляд на грибковый патогенез ятрогенной эпидемии грибкового менингита Exserohilum rostratum». Грибковая генетика и биология . 61 : 143–145. дои : 10.1016/j.fgb.2013.08.014 . ПМИД 24012946 .
- ^ Jump up to: а б с д и Корем, М.; Полачек, И.; Майкл-Гайего, А.; Страхилевиц, Дж. (29 мая 2013 г.). «Тестирование галактоманнана для ранней диагностики инфекции Exserohilum rostratum» . Журнал клинической микробиологии . 51 (8): 2800–2801. дои : 10.1128/JCM.00955-13 . ПМЦ 3719622 . ПМИД 23720789 .
- ^ Сувантарат, Н.; Ли, Р.; Кэрролл, КК; Чжан, SX (26 июня 2014 г.). «Сомнительная полезность тестирования галактоманнана для диагностики инфекции Exserohilum rostratum» . Журнал клинической микробиологии . 52 (7): 2742–2743. дои : 10.1128/JCM.01148-14 . ПМК 4097679 . ПМИД 24970643 .
- ^ Jump up to: а б с д Сунь, Вэй; Пак Юн Дон; Суги, Дженис А.; Фотергилл, Аннетт; Саутхолл, Ноэль; Шинн, Пол; МакКью, Джон К.; Квон-Чунг, Кён Дж.; Чжэн, Вэй; Уильямсон, Питер Р.; Ван, Пин (21 августа 2013 г.). «Быстрая идентификация противогрибковых соединений против Exserohilum rostratum с использованием высокопроизводительных скринингов для повторного использования лекарств» . ПЛОС ОДИН . 8 (8): е70506. Бибкод : 2013PLoSO...870506S . дои : 10.1371/journal.pone.0070506 . ПМЦ 3749181 . ПМИД 23990907 .
- ^ Реванкар, СГ; Мудгал, В.; Чандрасекар, П.; Собель, JD (24 марта 2014 г.). «Исследование Exserohilum rostratum in vitro с противогрибковыми препаратами и метилпреднизолоном» . Антимикробные средства и химиотерапия . 58 (6): 3564–3565. дои : 10.1128/AAC.02357-13 . ПМК 4068475 . ПМИД 24663018 .
- ^ Jump up to: а б Кундат (1 февраля 2010 г.). «Совмещение бентазона с Exserohilum rostratum для борьбы с Cyperus iria » . Американский журнал сельскохозяйственных и биологических наук . 5 (2): 210–214. дои : 10.3844/ajabssp.2010.210.214 .
- ^ Jump up to: а б с Саппапан, Руэнгрит; Саммит, Дамронг; Нгамроджанаванич, Наттайя; Пенгприча, Сомчай; Виякрутта, Сутхеп; Шриуболмас, Нонглуксна; Пудом, Ханита (сентябрь 2008 г.). «11-гидроксимоноцерин из эндофитного гриба растений». Журнал натуральных продуктов . 71 (9): 1657–1659. дои : 10.1021/np8004024 . ПМИД 18774863 .