肠道真菌研究进展_刘佳.pdf

Review 综述 22 January 2023,42(1):26-37 菌物学报 Mycosystema ISSN1672-6472 CN11-5180/Q Doi:10.13346/j.mycosystema.220425 *Corresponding author.E-mail:#Co-first author Received:2022-10-20;Accepted:2022-11-07 菌物学报 Copyright 2023 Institute of Microbiology,CAS.All rights reserved.| Http:/journals- Tel:+86-10-64807521 26 刘杏忠 南开大学教授、中国科学院微生物研究所兼职研究员，中国菌物学会戴芳澜杰出成就奖获得者。现任国际菌物学会执委和中国植物病理学会副理事长。主要从事真菌进化生物学及微生物组稳态研究。肠道真菌研究进展 刘佳#，陈月#，肖惠文，刘杏忠*南开大学生命科学学院，天津 300071 摘 要：真菌菌群是肠道菌群的重要组成部分，在肠道微生态稳态的维持和宿主的免疫调节中发挥重要作用。肠道真菌失调通常和肠道疾病甚至肠道外疾病有关。本文就肠道真菌的定殖与组成、真菌菌群对肠道微生态的调控、菌群失调促进疾病的发展机制、基于肠道真菌的治疗策略和肠道真菌的鉴定分析方法等方面的进展进行了综述和展望，旨在系统认识肠道真菌调节宿主健康和促进疾病发生的机制，为相关疾病的诊断和治疗提供重要参考。关键词：肠道微生物；真菌菌群；微生态；失调；治疗 引用本文 刘佳，陈月，肖惠文，刘杏忠，2023.肠道真菌研究进展.菌物学报，42(1):26-37 Liu J,Chen Y,Xiao HW,Liu XZ,2023.Research progress of gut mycobiota.Mycosystema,42(1):26-37 Research progress of gut mycobiota LIU Jia#,CHEN Yue#,XIAO Huiwen,LIU Xingzhong*College of Life Sciences,Nankai University,Tianjin 300071,China Abstract:As a vital component of the gut microbiota,mycobiota is involved in the maintenance of the intestinal microecosystem homeostasis and regulation of host immunity.Dysbiosis of the gut mycobiota has been well-documented to be associated with both intestinal diseases and extra-intestinal diseases.In this paper,the research progresses on gut mycobiota are summarized with regard to the composition and colonization,mechanisms associated with intestinal microecosystem,dysbiosis and disease development,and therapeutic approaches as well as Review 22 January 2023,42(1):26-37 Mycosystema ISSN1672-6472 CN11-5180/Q 菌物学报 27methodologies of mycobiota analysis,aiming at providing comprehensive understanding of gut mycobiota in regulating host health and promoting disease occurrence,and delivering reference for clinical therapeutical applications.Keywords:gut microbiota;mycobiota;microecosystem;dysbiosis;therapeutics 肠道为各种微生物群落的生长和增殖提供了理想的栖息地，这些微生物包括细菌、真菌和古生菌等，统称为肠道菌群(Li et al.2018；Li et al.2019)。肠道菌群是一个密集而多样的生态系统，参与许多生理过程包括疾病的发生。过去几十年的大多研究都集中于肠道细菌的鉴定分析(Qin et al.2010；Huffnagle&Noverr 2013)，而真菌的研究技术较为落后。相较于细菌细胞，真菌细胞大而复杂并有许多独特的代谢通路(Richard&Sokol 2019)，在维持肠道微生态稳态和响应宿主免疫应答等方面发挥着重要的作用，因此真菌菌群在肠道菌群中的作用逐渐被发现和重视起来。随着高通量测序等技术的发展，越来越多的肠道真菌被检测鉴定出来，近年来的研究发现肠道真菌菌群的稳态是影响宿主健康的一个关键因素，与肠道细菌相似，真菌菌群的失调会导致宿主的免疫失调从而引发疾病(Dollive et al.2013；Findley et al.2013)。本文总结了肠道真菌的研究进展及研究方法，包括肠道真菌的组成与定殖、肠道真菌与宿主的免疫互作和与细菌的相互作用、真菌菌群失调促进疾病发展的机制以及肠道真菌的治疗应用。1 肠道真菌的组成与定殖肠道真菌的组成与定殖 与肠道细菌相比，真菌菌群在肠道微生物中占比较低，只占肠道微生物总数的 0.1%左右(Qin et al.2010；Arumugam et al.2011；Underhill&Lliev 2014)。目前已报道的肠道内真菌主要属于子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota和接合菌门 Zygomycetes(Hallen-Adams et al.2015；Nash et al.2017)，其中丰度最高的10个属分别是念珠菌属 Candida、酵母菌属 Saccharomyces、青霉菌属 Penicillium、曲霉属 Aspergillus、隐球菌属 Cryptococcus、马拉色菌属 Malassezia、枝孢属Cladosporium、半乳糖霉菌属 Galactomyces、德巴利酵母属Debaryomyces和丝孢酵母属Trichosporon(Suhr&Hallen-Adams 2015；Hallen-Adams&Suhr 2017)(表 1)。随着真菌研究技术的发展，我们对肠道真菌的定殖有了初步的认识。通过对初代胎粪的检测发现肠道真菌在新生儿出生后便开始定殖于肠道，这些真菌主要是念珠菌属、酵母菌属和枝孢属(Willis et al.2019)。生命的早期是决定真菌菌群定殖和组成的重要时期，主要影响因素包括分娩方式和母乳等(Wu et al.2021)。第一，母亲的分娩方式会影响新生儿肠道的真菌组成。自然出生的婴儿容易从母亲的生殖道中获得真菌(如念珠菌属)，而剖腹产出生的婴儿则从产妇皮肤和周围环境中获得真菌(如马拉色菌属)(Jones et al.2019)。第二是婴幼儿喂养方式。母乳被认定是早期真菌定殖的主要来源之一，通过真菌 DNA 检测发现母乳中真菌细胞数量高达 3.5105个/mL，大约是细菌数量的 1/3。马拉色菌属、念珠菌属和酵母菌属是母乳优势菌属的同时也是婴儿肠道中的主要菌群(Richard&Sokol 2019)。第三，肠道真菌的组成会随年龄的增长而变化。出生10 d到3个月期间，汉斯德巴氏酵母菌Debaryomyces hansenii和胶红酵母Rhodotorula mucilaginosa 是优势菌株，生长到12 岁时酿酒酵母 Saccharomyces cerevisiae成为了数量最多的菌株。10 d 到 3 个月的婴儿体内可检测到帚状曲霉 Aspergillus penicillioides，但在 12 岁婴儿体内检测不到该种真菌(Schei 刘佳 等/肠道真菌研究进展 综述 菌物学报 28 表 1 肠道真菌的组成及分类 Table 1 Composition and classification of gut mycobiota 真菌属 Fungal genus 代表性真菌物种 Representative species 分类(门，纲，目，科)Classification(phylum,class,order,family)参考文献 Reference Candida Candida albicans Candida tropicalis Ascomycota,Saccharomycetes,Saccharomycetales,Incertae sedis Wagner et al.1997 Wang et al.2018 Saccharomyces Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces boulardii Saccharomycopsis fibuligera Ascomycota,Saccharomycetes,Saccharomycetales,Saccharomycetaceae Schei et al.2017 Castagliuolo et al.1996 Iliev et al.2012 Penicillium Penicillium spp.Ascomycota,Eurotiomycetes,Eurotiales,Aspergillaceae David et al.2014 Suhr et al.2016 Aspergillus Aspergillus penicillioides Aspergillus rambellii Aspergillus kawachii Ascomycota,Eurotiomycetes,Eurotiales,Aspergillaceae Schei et al.2017 Lin et al.2022 Cryptococcus Cryptococcus spp.Basidiomycota,Tremellomycetes,Tremellales,Cryptococcaceae Suhr&Hallen-Adams 2015 Malassezia Malassezia furfur Basidiomycota,Malasseziomycetes,Malasseziales,Malasseziaceae Jones et al.2019 Richard&Sokol 2019 Lam et al.2019 Cladosporium Cladosporium spp.Ascomycota,Dothideomycetes,Capnodiales,Cladosporiaceae Willis et al.2019 Galactomyces Galactomyces spp.Ascomycota,Saccharomycetes,Saccharomycetales,Dipodascaceae Hallen-Adams&Suhr 2017 Debaryomyces Debaryomyces hansenii Ascomycota,Saccharomycetes,Saccharomycetales,Saccharomycetaceae Schei et al.2017 David et al.2014 Suhr et al.2016 Trichosporon Trichosporon asahii Ascomycota,Saccharomycetes,S