被忽视的真菌感染：气候变化如何让真菌“黑化”？

随着全球气候变化和人群免疫力的波动，真菌感染的发病率正逐渐上升，它们的影响范围从皮肤表层延伸到内脏深处，严重时甚至威胁生命。

今天，我们共同关注真菌感染。希望本文能够为相关的产业人士和诸位读者带来一些帮助和启发。

① 越来越普遍的真菌感染

在20-21世纪之交，谷热在美国还是一种鲜为人知的真菌疾病，每年报告的病例不足3000，主要发生在加利福尼亚州和亚利桑那州。而在二十年后，谷热病例呈爆炸式增长，增加了七倍之多，并向其他州蔓延。

谷热并非孤例。真菌疾病正普遍出现在以前未曾检出过的地方，以前对人类无害或轻微有害的真菌变得愈发致命。科学家们说，气候变化可能是真菌感染不断加剧的原因之一。气温和降雨模式的变化使致病真菌的势力范围逐步扩大，气候变化会促使真菌扩散，影响到更多的人，而气温升高为真菌进化成更危险的病原体创造了机会。

长期以来，真菌病原体一直被人们忽视。本世纪初，研究人员曾发出预警，认为气候变化将使霍乱、登革热和疟疾等由细菌、病毒和寄生虫引起的传染病更加普遍。“但是人们根本没有关注真菌。”约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院的微生物学及免疫学家Arturo Casadevall说道。这是因为，近些年来真菌尚未给人类带来太大困扰。

真菌之所以没对我们构成太大威胁，原因在于人类的体温较高。大多数真菌的生长温度在12至30摄氏度之间。2022年，Casadevall在Annual Review of Immunology上发表了一篇综述，探讨了人类和其他哺乳动物对真菌疾病的免疫力。他写道，真菌很容易感染树木、农作物、两栖动物、鱼类、爬行动物和昆虫，因为这些生物的体温不会持续保持在较高水平。哺乳动物具有较高的体温，所以通常不会被真菌感染。只有少数真菌会感染人类，如隐球菌（Cryptococcus）、青霉菌（Penicillium）和曲霉菌（Aspergillus）等危险的真菌。从历史上看，热带和亚热带地区报告的真菌感染病例多于寒冷地区，这表明气候可能限制了真菌的传播范围。

② 进击的真菌

全球变暖可能会帮助一些真菌病原体传播到新的地区。以谷热为例，当人们吸入球孢子菌（Coccidioides）的微小孢子后，就会出现类似流感的症状。新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室地球系统科学家Morgan Gorris最近的一项研究显示，美国12个州、217个县的气候条件可能有利于谷热真菌生长。

值得注意的是，Gorris预测了谷热真菌未来可能蔓延的区域。到2100年，在温室气体排放有增无减的情况下，气温上升将使球孢子菌向北扩散到 17个州的476个县。Gorris说，随着气候变化，谷热这种曾被认为主要局限于美国西南部的疾病可能会扩展到美加边境。她补充说，那将是一个真正的 “骇人时刻”，数百万人将处于危险之中。

除了谷热，其他人类真菌疾病也在蔓延，如组织胞浆菌病和囊霉菌病。与谷热一样，这两种疾病越来越多地出现在此前未曾有过病例的地方。

不单单是人类，其他物种的真菌病原体也出现了这种传播范围扩张的情况。例如，曾导致数百种两栖动物数量减少的壶菌（Chytrid fungus），在17至25摄氏度的环境温度下生长良好。如今，在海拔和纬度较高的地区，这种真菌也引发了日益严重的问题。这可能是因为以前寒冷的地区气温变高了，更容易受壶菌侵袭。

同样，曾在欧洲和北美肆虐某些白松、引发白松水疱锈病的真菌也正在向海拔较高的地区蔓延，而这些地区以前的条件并不利于这种真菌生长。不断变化的气候条件也使感染香蕉、土豆和小麦等农作物的真菌病原体向新的地区传播。

气候变暖还会改变干旱和强降雨的周期，从而增加人类罹患真菌疾病的风险。一项研究对2000年至2020年加利福尼亚州 81,000多个谷热病例进行了分析，结果发现，谷热感染率往往会在长期干旱过后的两年内激增。至于为什么会出现这种情况，科学家们还不完全清楚。

当处于长期干旱时，球孢子菌比其微生物竞争者生存得更好，一旦恢复降水，球孢子菌就会迅速生长。当土壤再次变得干燥时，球孢子菌就会向空气中释放孢子。“因此，气候不仅会影响球孢子菌出现的地点，还会影响每年的病例数。” Gorris说。

气候变化会引发更强烈、更频繁的风暴和火灾，有助于真菌孢子的远距离传播。医生们观察到，在沙尘暴或其他掀起尘埃云的事件发生后，会爆发异常大规模的谷热。同样，研究人员发现，远在200英里之外的地点发生大型野火后，加利福尼亚州医院的谷热感染病例激增。其他真菌物种似乎也存在这种现象，例如，有科学家认为，源于非洲的沙尘暴可能将一种会杀死珊瑚的土壤真菌带到了加勒比海。

研究人员目前正在对沙尘暴和野火中的空气进行采样，看看这些事件是否真的能携带致病真菌跨越长距离，并将它们带到人类身上引发感染。英国达特茅斯学院的真菌生态学家Bala Chaudhary说，了解这些扩散事件是弄清真菌疾病传播方式的关键。2022年，他在Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics上与人合著了一篇关于真菌传播的综述。

然而，前路漫漫，关于几个核心问题，如各种致病真菌在环境中的生态位，以及真菌孢子从土壤中释放并长途跋涉到新地点定植的关键触发因素，科学家们仍然没有答案。

大约十年前，耳念珠菌首次作为一种真菌病原体从人类身上分离出来，仿佛凭空出现一般。研究人员现在认为，气候变化可能有助于这种真菌适应鸟类和哺乳动物（包括人类）的较高体温。随后，人类活动将这些耐高温真菌带到了城市，引发了严重的医疗问题。

③ 不断进化的耐热性

气候变暖不仅帮助致病真菌传播到更多地方，还帮助以前无害的真菌进化出耐热性，从而变得致命。研究人员早就知道真菌有这种进化能力。例如，2009年，研究人员发现有一种真菌是感染数百种害虫的病原体。在仅仅4个月后，该真菌进化到可以在37摄氏度的环境中生长，比之前的温度上限高了5摄氏度。

最近，研究人员分别在30和37摄氏度（接近人体温度）条件下培养一种危险的人类病原体——新型隐球菌（Cryptococcus deneoformans）。结果发现，与30摄氏度相比，在37摄氏度条件下该真菌的DNA突变数增加了五倍。

研究人员推测，全球气温升高可能会促使某些真菌迅速适应环境，从而提高感染人类的能力。现实世界中也有这样的例子。2000年以前，破坏小麦作物的条锈病真菌仅在比较凉爽潮湿的地区有所分布。但2000年以来，条锈病真菌的某些菌株已经能够适应更高的温度。这些更顽强的菌株正在逐步取代老的菌株，并开始向新的地区蔓延。

Casadevall认为，这种情况令人担忧，尤其是随着天气越来越热，热浪变得越来越频繁和强烈。 “实际上，微生物面临着两个选择：要么适应，要么死亡，”他说，“大多数微生物都有一定的适应能力。随着气候变暖、炎热天增多，进化将更倾向于选择耐热真菌。”

环境中的真菌越来越适应高温，一些真菌或许能突破人体的温度屏障。

事实上，这种情况可能已经发生了。2009年，日本医生从一位70岁妇女的耳道分泌物中分离出一种未知真菌，被命名为耳念珠菌（Candida auris）。转眼间，这种真菌传播到了世界各地的医院，致使病人进一步罹患血液感染，危及生命。如今，世界卫生组织已将耳念珠菌列为最危险的真菌病原体之一，部分原因是这种真菌对普通抗真菌药物的耐药性越来越强。

印度昌迪加尔医学教育与研究院的真菌学家Arunaloke Chakrabarti说：“在印度，耳念珠菌感染真的是一场噩梦。” Chakrabarti说，十多年前，当印度首次报道耳念珠菌感染时，该真菌在“危及患者的念珠菌物种” 这一列表中排名很低，但现在，它已成为念珠菌感染的主要元凶。在美国， 耳念珠菌感染病例从2013-2016年间的63例急剧上升到2022年的2300多例。

耳念珠菌从何而来？这种真菌能够在同一时间出现在三个大洲，且各大洲的耳念珠菌在遗传学上相距较远，表明它们是在各大洲分头行动的。Casadevall说：“这不像是有人乘飞机投放的。这些分离株不具备遗传学关系”。

由于气候变化会影响全世界各大洲，Casadevall及其同事认为，人类活动导致的全球变暖可能是耳念珠菌感染的幕后黑手。耳念珠菌可能一直存在于某种环境中，例如湿地，因为研究人员曾在湿地发现了其他致病性念珠菌。2019年，研究人员指出，气候变化可能使真菌一次又一次地暴露于较高的温度，一些菌株发生了进化，变得足够耐热，进而感染人类。

不久，来自印度和加拿大的科学家首次在自然界中发现了耳念珠菌，地点在孟加拉湾的安达曼群岛。与医院的分离株相比，这种“野生”的耳念珠菌在人体温度下的生长速度要慢得多。Casadevall说：“我认为，这些现象表明，耳念珠菌在环境中无处不在，其中一些分离株比其他分离株适应得更快。”

Chakrabarti 说，与其他关于耳念珠菌起源的解释一样，Casadevall的解释只是一种假设，仍有待证实。

Casadevall说，要探究真菌进化与气候变化之间的联系，一种做法是检查旧的土壤样本，看看其中是否有耳念珠菌。如果“旧版”的菌株在高温下不能很好地生长，但随着时间的推移，它们开始在高温下生长，那么将有力地证明它们能够适应高温。

Casadevall说，无论如何，气温升高可能会给人类带来新的真菌病原体，人们应该对此给予重视。尤其是，如果目前感染昆虫和植物的、具有抗药性的真菌变得能够在人体温度下生长，“那么我们就会在人体中鉴定到素未谋面的真菌，就像耳念珠菌一样”。

医生们已经发现了新型真菌感染的情况，例如，新埃蒙斯菌属（Emergomyces）的五种真菌出现在了四个大洲的艾滋病患者中；紫色软韧革菌（Chondrostereum purpureum）是一种蔷薇科植物的病原体，该真菌感染了印度的一位植物真菌学家，这是它感染人类的首次记录。尽管这些新出现的真菌疾病与气候变化没有直接联系，但它们仍凸显了真菌疾病对人类造成的威胁。对于Casadevall来说，这些情况已经明示我们，是时候对真菌给予更多关注了。