完全想不到！这种高致死率的酵母用来生产啤酒、面包

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　　来源：环球科学ScientificAmerican

　　酵母菌在人类生产生活可以说是必不可少，从食品到生物原料生产都充斥着这种微生物的身影。但是同样，酵母菌在一些情况下，也会让人类患上疾病。其中<em>Candida krusei
</em>就是五大致病酵母之一。在美国，每年有46000例酵母感染病例，且致死率达30%。但如果现在告诉你平时用来酿酒，做面包的酵母菌隐姓埋名，而真身却是致病菌，你会感到害怕吗？

　　在美国，每年有4.6万人感染一类致病性酵母菌――假丝酵母（<em>Candida</em>，又称念珠菌）。由于对抗生素具有抗性，一旦感染，患者的死亡率高达30%。而包括克鲁斯假丝酵母（<em>Candida krusei</em>）在内的五种最常见致病菌种，占酵母感染性疾病的98%。<em>C.krusei</em>引发感染的几率虽不算高，但对免疫力低下的人群格外危险：根据一项对2002~2015年间病例的统计研究，<em>C.krusei</em>引发的念珠菌血症，能将部分患者的死亡率提升20%以上。

　　与此同时，众多对人体无害的真菌也在食品工业中被广泛应用。库德里阿兹氏毕赤酵母（<em>ichia kudriavzevii</em>）就是其中一种。这类酵母菌在自然界中广泛分布，美国食药管理局将其定义为安全。在数个世纪中，
该酵母被运用到了多种食物的加工中，包括非洲的木薯以及可可发酵、中国西藏和苏丹地区的牛奶发酵、中国的面包发酵和小麦发酵生产醋，以及一些泡菜、精酿啤酒的生产过程中。此外，<em>。 kudriavzevii</em>在生物科技里的应用也日趋渐多，包括生产琥珀酸等重要化学原料。



显微镜下的Candida krusei菌株

　　这两种看似不相关的酵母间，有着怎样的联系？早在1980年，就有分类学家怀疑两者是同一种酵母：研究者对<em>C.krusei</em>和<em>。 kudriavzevii</em>进行了比对研究。通过脱氧核糖核酸联系分析、增殖测试等手段，他们认为前者就是后者的不完整版本。但由于缺乏更多证据，当时绝大多数科学家都未曾怀疑，食品生产中的常客<em>。 kudriavzevii</em>，竟然就是致病性的<em>C.krusei</em>。

　　
基因序列揭示惊人联系

　　以往对几种假丝酵母和毕赤酵母的研究，已经独立展示了它们各自的基因序列。但迄今为止，针对<em>C.krusei</em>和<em>.kudriavzevii</em>还完全没有详尽的基因分析比对。其中的关键原因是，对于两者的研究完全是分裂的：医学界的研究者通过临床样本研究<em>C.krusei</em>，而食品和生物技术领域的科学家则是从环境来源中提取并研究<em>.kudriavzevii</em>。不同的研究领域、不同的菌株来源，使得两者间几乎没有交流。

　　针对这些问题，来自都柏林大学学院的Kenneth H。 Wolfe教授选取了一共32株酵母菌进行了基因组的测序分析，其中20株来自临床分离的<em>C.krusei</em>，12株来自环境分离的<em>。 kudriavzevii</em>。研究中通过对两种酵母菌的基因组DNA分别进行了测序，并且对内含子区域和核糖体蛋白编码基因进行了对比分析。结果显示，二者的基因组呈现高度的线性关系，也就是基因信息高度吻合：基因组DNA序列有99.6%是相同的。因此，这两者实则是同一种酵母菌。


内含子和核糖体基因组在两种酵母菌显示高度吻合

　　此外，系统生物学分析也证实，<em>C.krusei</em>和<em>.kudriavzevii</em>在演化树上也属于同一分支。


演化树上两种酵母菌其实属于同一分支

　　氟康唑（Fluconazole）是一种抗霉菌类抗生素，通常用于真菌所造成的感染。此前人们已经发现，临床分离的<em>Candida krusei</em>对该抗生素具有极高的抵抗力。而现在，研究人员在<em>。 kudriavzevii</em>身上同样看到抗性：敏感性菌株在药物浓度为1mg/L的情况下就会死亡，而<em>。 kudriavzevii</em>在8mg/L的药物浓度下，依然活得非常旺盛。更加危险的是，对于治疗假丝酵母的抗生素药物氟胞嘧啶（Flucytosine），<em>P。 kudriavzevii</em>显现出更强的药物抗性。

　　被测试的还包括两性霉素、米卡芬等多种临床上常用来针对真菌感染治疗的药物，实验结果也很明显，除了极个别临床分离的菌株出现了药物敏感，绝大部分菌株对于这些药物都没有明显的反应。也就是说，这两种酵母菌对于抗生素的抵抗力几乎一样高。这篇论文发表于近期的<em>PLOS pathogens</em>期刊。

　　
工业化道路的取舍

　　临床分离的菌株通常与环境分离菌株高度相似，研究团队认为，其主要原因是环境中的菌群通过某些方式造成人类感染。这提醒我们，<em>P.kudriavzevii</em>在生物工业中的应用，给生产工人甚至消费者都带来了潜在的患病风险。

　　“如果我说我要用这个抗药性致病菌来做食物，人们会立马进行抵制，”文章通讯作者Wolfe教授表示，“但是当人们在食品工业改头换面用了个新名字时，似乎就没人在意这件事了”。

　　这提醒我们，在食品业和生物制造业中，酵母菌的使用必须足够谨慎。“我认为在<em>Pichia</em>属中选取其他种的酵母菌作为工业应用菌更好，”文章第一作者Alexander P。 Douglass表示，“相关部门应该采取更严厉的措施，来限制这种抗药性酵母菌株在工业中应用，尤其是食品工业。”

　　<em>P.kudriavzevii</em>在工业应用这么久，为什么却没有致病报道？Wolfe在接受《环球科学》记者采访时表示：“在过去，共有五种假丝酵母被列为最高风险致病菌，其中就有<em>Candida krusei</em>，但现在我们可以说<em>P.kudriavzevii</em>也是其中一种。大多数报道感染病例时，使用的都是Candida krusei这个名称，但实际上也就是同名的<em>P.kudriavzevii</em>。”

　　公众是否有必要对这一问题感到担忧？Wolfe也给出了自己的观点：“这种酵母菌感染通常发生在免疫力低下或缺陷的人群中，比如器官移植人群或者艾滋患者。有着非常健康免疫系统的人群不必过于担心此种疾病。”

　　由于我们可以在一些精酿啤酒，酸面包或者泡菜中发现<em>
P。 kudriavzevii
</em>的踪迹，Wolfe教授建议免疫系统低下的人群要避免食用这些食品。这种酵母菌感染，给免疫低下人群治疗带来了另外的挑战，因为它几乎完全无视常见的真菌抗生素。