耳念珠菌是一种新发的真菌病原体，通常具有多重耐药、传播性强和血液感染病死率高等特征，因此，也被称为“超级真菌”。自2009年日本科学家报道第一个感染病例以来，耳念珠菌在全球快速传播，目前约50个国家已报道几万个相关感染病例；我国北京、辽宁、福建、香港和台湾等地区已累计报道60例。耳念珠菌及相关感染已成为全球关注的焦点，2019年美国CDC在《抗生素耐药的威胁》年报中将其列为“紧迫威胁”，2022年世界卫生组织在真菌预警清单中将其列为“最高级别”。
为什么耳念珠菌在医院内部环境中难以被消杀和清除？为什么耳念珠菌具有非常强的传染性，其感染又难以治疗？这是长期以来困扰临床医生和微生物学家的两个问题。最近，复旦大学生命科学学院黄广华课题组通过与临床机构合作，从耳念珠菌复发性感染患者体内，分离得到多个菌株，并发现一种黏附性非常强的细胞新形态。这种黏附型细胞能形成超强的生物被膜结构，从而有利于耳念珠菌黏附在宿主或医疗器械的表面，导致反复性感染和院内传播。与酵母型菌株相比，黏附型菌株不仅在体外培养条件下形成完全不同的细胞形态和生物被膜结构（图一），而且在新生小鼠皮肤上的定植能力也明显增强（图二）。
图一. 黏附型耳念珠菌定植于新生小鼠皮肤
图二. 不同临床耳念珠菌菌株的细胞和生物被膜形态
基因组分析发现，耳念珠菌5号染色体的亚端粒区包含一个编码粘附素的基因（ALS4）。与酵母型菌株相比，黏附型菌株中ALS4基因拷贝数扩增了10倍，并以串联重复形式排布在5号染色体上。这种基因序列的扩增和串联排布方式导致其转录水平大幅提升，ALS4基因在黏附型细胞中表达水平是酵母型细胞中的400倍。为了验证黏附性相关基因的扩增在耳念珠菌临床菌株的普遍性，研究团队对全球1156株临床菌株的基因组数据进行分析，发现ALS4基因的序列和拷贝数在不同菌株中呈现出明显的多样性，说明耳念珠菌基因组具有很强的可塑性。这种可塑性在包含大量黏附相关基因的端粒或近端粒区尤为明显，可能是耳念珠菌表型和环境适应性快速进化的重要驱动力。更为重要的是，这种基因的可塑性导致耳念珠菌能在单细胞的酵母型和多细胞的黏附型两种形态之间频繁转换，从而使其获得扩散性和侵染性双重功能。
这项研究揭示了耳念珠菌超强定植能力和环境生存能力的生物学基础，为耳念珠菌的院内传播和复发性感染提供了新的解释。该成果最近以“Clinical isolates of Candida auris with enhanced adherence and biofilm formation due to genomic amplification of ALS4”为标题，发表在国际杂志PLoS Pathogens上，复旦大学生命科学学院青年副研究员邴健和博士生管张越为文章的共同第一作者，黄广华教授为通讯作者。厦门大学附属第一医院、中国医科大学附属盛京医院和第一医院为本研究提供了重要支持。
文章链接：https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1011239