Aspergillus fumigatus

Aspergillus fumigatus เป็นเชื้อราชนิดหนึ่งในสกุล Aspergillus และเป็นหนึ่งในเชื้อรา Aspergillus ที่พบบ่อยที่สุดที่ก่อให้เกิดโรคในบุคคลที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง

เชื้อรา Aspergillus fumigatus ซึ่งเป็นผู้ย่อยสลายซากที่พบได้ทั่วไปในธรรมชาติ มักพบในดินและวัสดุอินทรีย์ที่กำลังย่อยสลาย เช่น กองปุ๋ยหมัก ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการหมุนเวียนคาร์บอนและไนโตรเจน โคโลนีของเชื้อราสร้างขึ้นจากโคนิดิโอฟอร์ซึ่งเป็นโคนิเดียขนาดเล็กสีเทา-เขียวนับพัน (2–3 ไมโครเมตร) ซึ่งสามารถฟุ้งกระจายในอากาศได้ง่าย เป็นเวลาหลายปีที่ A. fumigatus ถูกคิดว่าสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเท่านั้น เนื่องจากไม่เคยมีการสังเกตเห็นการผสมพันธุ์หรือไมโอซิส และในปี ค.ศ. 2008 ได้มีการแสดงให้เห็นว่า A. fumigatus มีวัฏจักรการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งเป็นเวลากว่า 145 ปีหลังจากที่ Fresenius อธิบายลักษณะของมันเป็นครั้งแรก แม้ว่า A. fumigatus จะพบในพื้นที่ที่มีสภาพภูมิอากาศและสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกันอย่างมาก แต่กลับแสดงความแปรผันทางพันธุกรรมในระดับต่ำ และขาดการแบ่งแยกทางพันธุกรรมของประชากรในระดับโลก ฉะนั้น ความสามารถในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจึงยังคงอยู่ แม้ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเพียงเล็กน้อย

เชื้อราสามารถเจริญเติบโตได้ที่อุณหภูมิ  (อุณหภูมิร่างกายปกติของมนุษย์) และสามารถเจริญเติบโตได้ในอุณหภูมิที่สูงถึง  โดยที่โคนิเดียจะสามารถอยู่รอดที่อุณหภูมิ —สภาวะที่พบได้บ่อยในกองปุ๋ยหมักที่เกิดความร้อนด้วยตัวเอง สปอร์ของเชื้อราพบได้ทั่วไปในบรรยากาศและทุกคนจะสูดสปอร์เข้าไปประมาณหลายร้อยสปอร์ทุกวัน ซึ่งโดยทั่วไป ระบบภูมิคุ้มกันในบุคคลที่มีสุขภาพแข็งแรงจะกำจัดสปอร์เหล่านี้ได้อย่างรวดเร็ว ในบุคคลที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง เช่น ผู้รับการปลูกถ่ายอวัยวะ และผู้ป่วยโรคเอดส์หรือมะเร็งเม็ดเลือดขาว เชื้อราจะมีแนวโน้มที่จะก่อโรคมากขึ้น โดยเข้าไปควบคุมการป้องกันของร่างกายที่อ่อนแอลง และทำให้เกิดโรคต่าง ๆ มากมาย โดยทั่วไปเรียกว่าโรคแอสเปอร์จิลโลซิส เนื่องจากการใช้ยากดภูมิคุ้มกันในการรักษาโรคของมนุษย์เพิ่มขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ มีการประเมินว่า A. fumigatus อาจเป็นสาเหตุของการเสียชีวิตมากกว่า 600,000 รายต่อปี  โดยมีอัตราการเสียชีวิตอยู่ระหว่างร้อยละ 25 ถึง 90 มีการตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับ ปัจจัยที่มีผลต่อความรุนแรงหลายประการเพื่ออธิบายพฤติกรรมการฉวยโอกาสนี้

เมื่อมีการคัดกรองน้ำหมักของ A. fumigatus พบว่ามี อินโดลแอลคาลอยด์หลายชนิดที่มีคุณสมบัติต้านไมโทซิส สารประกอบที่น่าสนใจนั้นอยู่ในกลุ่มที่เรียกว่า ไตรโปรสตาติน (tryprostatins) โดยสไปโรไตรโปรสตาติน บี เป็นสารที่น่าสนใจเป็นพิเศษ เนื่องจากมีศักยภาพในการใช้เป็นยาต้านมะเร็ง

เชื้อรา Aspergillus fumigatus ที่เจริญเติบโตบนวัสดุก่อสร้างบางชนิดสามารถผลิตสารพิษไมโคทอกซิน ที่มีฤทธิ์ก่อกลายพันธุ์ต่อพันธุกรรมและทำลายเซลล์ เช่น ไกลโอทอกซิน

 จีโนม 
เชื้อรา Aspergillus fumigatus มีแฮพล็อยด์จีโนมที่มีความเสถียรจำนวน 29.4 ล้านคู่เบส ลำดับจีโนมของเชื้อราสามชนิดในสกุล Aspergillus—ชนิด Aspergillus fumigatus, Aspergillus nidulans และ Aspergillus oryzae ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารเนเจอร์  ในเดือนธันวาคม ค.ศ. 2005

 พยาธิกำเนิด 
Aspergillus fumigatus เป็นสาเหตุที่พบได้บ่อยที่สุดของการติดเชื้อราในบุคคลที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง ซึ่งรวมถึงผู้ป่วยที่ได้รับการรักษาด้วยยากดภูมิคุ้มกันสำหรับโรคภูมิต้านตนเองหรือโรคมะเร็ง, ผู้ป่วยที่ได้รับการปลูกถ่ายอวัยวะ และผู้ป่วยโรคเอดส์ A. fumigatus เป็นสาเหตุหลักของการติดเชื้อในปอดและถือเป็นสาเหตุหลักของการเจ็บป่วยและการเสียชีวิตในบุคคลเหล่านี้ นอกจากนี้ A. fumigatus ยังสามารถทำให้เกิดการติดเชื้อปอดเรื้อรัง, โรคภูมิแพ้จากโรคแอสเปอร์จิลโลซิสในปอด หรือโรคภูมิแพ้ในผู้ที่มีภูมิคุ้มกันปกติได้

 การตอบสนองต่อภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด 
การสัมผัสสปอร์ในอากาศผ่านทางการหายใจเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากสปอร์กระจายอยู่ทั่วไปในสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม ในบุคคลที่มีสุขภาพแข็งแรง ระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดถือเป็นอุปสรรคที่มีประสิทธิภาพในการป้องกันการติดเชื้อจาก A. fumigatus ซึ่งสปอร์จำนวนมากที่สูดดมเข้าไปจะถูกกำจัดออกด้วยการทำงานของเยื่อบุผิวทางเดินหายใจ เนื่องจากขนาดที่เล็กของสปอร์ เชื้อราหลายตัวจึงตกค้างในถุงลมปอด ซึ่งสปอร์จะมีปฏิกิริยากับเซลล์เยื่อบุผิวและเซลล์ตัวรับภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด เซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดแมคโครฟาจในถุงลมปอดจะกลืนกินและทำลายโคนิเดียภายในฟาโกโซม เซลล์เยื่อบุผิว โดยเฉพาะเซลล์นิวโมไซต์ชนิดที่ 2 จะทำการกลืนกินโคนิเดียด้วยเช่นกัน ซึ่งจะเคลื่อนที่ไปยังไลโซโซมที่ซึ่งโคนิเดียที่ถูกกลืนกินจะถูกทำลาย เซลล์ภูมิคุ้มกันแนวหน้าจะทำหน้าที่ดึงดูดนิวโทรฟิลและเซลล์อักเสบอื่น ๆ ผ่านการปลดปล่อยไซโตไคน์ และคีโมไคน์ที่ถูกกระตุ้นโดยการจับมอทิฟของเชื้อราเฉพาะเข้ากับตัวรับสัญญาณการจดจำเชื้อก่อโรค นิวโทรฟิลมีความสำคัญต่อการต้านทานการติดเชื้อแอสเปอร์จิลโลซิส ตามที่แสดงให้เห็นในบุคคลที่มีภาวะเม็ดเลือดขาวชนิดนิวโทรฟิลในเลือดต่ำ และสามารถกักเก็บทั้งโคนิเดียและเส้นใยรา (ไฮฟา) ผ่านกลไกเฉพาะที่ไม่ใช่การกลืนกิน เส้นใยเชื้อรามีขนาดใหญ่เกินกว่าจะถูกกลืนกินโดยเซลล์ได้ ดังนั้นความเสียหายที่เกิดจากการกระตุ้นนิโคตินาไมด์ อะดีนีน ไดนิวคลีโอไทด์ ฟอสเฟต ออกซิเดส (NADPH oxidase) ที่เกิดจากนิวโทรฟิลจึงเป็นกลไกป้องกันหลักของโฮสต์ต่อเส้นใย นอกเหนือจากกลไกการกำจัดผ่านเซลล์เหล่านี้แล้ว เปปไทด์ต้านจุลชีพที่หลั่งออกมาจากเยื่อบุทางเดินหายใจยังมีส่วนช่วยในการป้องกันร่างกายอีกด้วย เชื้อราและพอลิแซ็กคาไรด์ มีความสามารถในการควบคุมการทำงานของเซลล์เดนไดรต์ด้วยการส่งสัญญาณ วินต์-เบต้า-คาเทนิน เพื่อเหนี่ยวนำ PD-L1 และส่งเสริมการตอบสนองของเซลล์ T ควบคุม

 การรุกราน 
บุคคลที่มีภูมิคุ้มกันต่ำมีแนวโน้มที่จะติดเชื้อ A. fumigatus ซึ่งมักแสดงออกในรูปแบบโรคแอสเปอร์จิลโลซิสที่ปอดแบบรุกล้ำ โคนิเดียที่สูดดมเข้าไปและหลบเลี่ยงการทำลายของระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายจะเป็นแหล่งกำเนิดของโรคติดเชื้อแบบรุกราน ซึ่งโคนิเดียเหล่านี้ปรากฏออกมาหลังจากช่วงฟักตัวและเปลี่ยนรูปร่างไปเป็นเส้นใยหรือไฮฟา โดยการงอกในสภาพแวดล้อมที่อบอุ่น ชื้น และอุดมไปด้วยสารอาหารของถุงลมปอด การงอกของโคนิเดียเกิดขึ้นได้ทั้งภายนอกเซลล์หรือภายในเอนโดโซมของนิวโมไซต์ชนิดที่ 2 ที่มีโคนิเดีย ซึ่งภายหลังการงอก การเจริญเติบโตของเส้นใยจะทำให้เกิดการทะลุผ่านชั้นเยื่อบุผิวและทะลุผ่านเยื่อบุหลอดเลือดตามมา กระบวนการการบุกรุกหลอดเลือด ทำให้เกิดความเสียหายต่อหลอดเลือดและกระตุ้นให้เกิดการตอบสนองต่อการอักเสบ, การแสดงออกของปัจจัยเนื้อเยื่อ และการกระตุ้นของกระบวนการแข็งตัวของเลือด ส่งผลให้เกิดการอุดตันในหลอดเลือดและเนื้อเยื่อตายเพราะขาดเลือดเฉพาะที่ อย่างไรก็ตาม การแพร่กระจายของเศษเส้นใยมักถูกจำกัด การแพร่กระจายผ่านทางกระแสเลือดจะเกิดขึ้นเฉพาะในบุคคลที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องอย่างรุนแรงเท่านั้น

 การตอบสนองต่อภาวะขาดออกซิเจน 
เช่นเดียวกับเซลล์มะเร็งและเชื้อโรคอื่น ๆ เส้นใยที่บุกรุกของ A. fumigatus จะพบกับสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำ (ระดับออกซิเจน ≤ ร้อยละ 1) ณ จุดที่เกิดการติดเชื้อในร่างกายโฮสต์ จากงานวิจัยปัจจุบันแสดงให้เห็นว่าเมื่อเกิดการติดเชื้อ การตายของเซลล์ (necrosis) และการอักเสบจะทำให้เนื้อเยื่อเสียหาย ซึ่งทำให้ความเข้มข้นของออกซิเจนลดลง เนื่องจากการกำซาบของเลือดที่ลดลงในพื้นที่ ทำให้การส่งผ่านของเหลวไปยังอวัยวะลดลง โดยเฉพาะใน A. fumigatus พบว่าสารทุติยภูมิจะยับยั้งการพัฒนาของหลอดเลือดใหม่ ซึ่งนำไปสู่ความเสียหายของเนื้อเยื่อ, การยับยั้งการซ่อมแซมเนื้อเยื่อ และสุดท้ายทำให้เกิดสภาพขาดออกซิเจนในบริเวณเฉพาะที่ ผลกระทบที่แน่ชัดของภาวะขาดออกซิเจนต่อการเกิดโรคจากเชื้อราในปัจจุบันยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด อย่างไรก็ตาม สภาพที่มีออกซิเจนต่ำเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องกับผลลัพธ์ทางคลินิกในเชิงลบ เนื่องจากมีความสัมพันธ์ที่สำคัญระหว่างภาวะขาดออกซิเจน การติดเชื้อจากเชื้อรา และผลลัพธ์ที่ไม่ดีทางคลินิก กลไกที่ A. fumigatus ปรับตัวในภาวะขาดออกซิเจนจึงเป็นสิ่งที่กำลังได้รับความสนใจในการค้นหาเป้าหมายของยาชนิดใหม่

โปรตีนจับองค์ประกอบควบคุมสเตอรอลที่มีลักษณะเฉพาะสูง 2 ชนิด ได้แก่ SrbA และ SrbB พร้อมกับเส้นทางการประมวลผล ได้แสดงให้เห็นว่าส่งผลกระทบต่อการดำรงชีพของ A. fumigatus ในสภาวะที่มีออกซิเจนต่ำ ตัวควบคุมการถอดรหัส (transcription factor) SrbA เป็นตัวควบคุมหลักในการตอบสนองของเชื้อราต่อภาวะขาดออกซิเจนในร่างกาย และเป็นสิ่งที่จำเป็นในหลายกระบวนการทางชีวภาพ รวมถึงการรักษาสมดุลของธาตุเหล็ก, การดื้อยาต้านเชื้อราประเภทอะโซล และความสามารถในการก่อโรค ดังนั้น การสูญเสีย SrbA ส่งผลให้ A. fumigatus ไม่สามารถเจริญเติบโตได้ในสภาวะที่มีธาตุเหล็กต่ำ, มีความไวต่อยาต้านเชื้อราประเภทอะโซลมากขึ้น และและสูญเสียความสามารถในการก่อโรคในแบบทดลองของหนูที่เป็นโรค IPA (invasive pulmonary aspergillosis; โรคแอสเปอร์จิลโลซิสในปอดแบบรุกราน) การกลายพันธุ์ที่ถูกทำลายของ SrbA (SrbA knockout mutants) ไม่แสดงสัญญาณใด ๆ ของการเจริญเติบโตในห้องทดลองในสภาวะที่มีออกซิเจนต่ำ ซึ่งเชื่อมโยงกับความสามารถในการก่อโรคที่ลดลง การทำงานของ SrbA ในภาวะขาดออกซิเจนนั้นขึ้นอยู่กับกระบวนการตัดขาดที่เกิดขึ้นจากโปรตีน RbdB, SppA, และ Dsc A-E SrbA ถูกตัดขาดจากร่างแหเอนโดพลาซึมที่มีโปรตีนตั้งต้นของกรดอะมิโน 1,015 ตัว ไปเป็นรูปแบบฟังก์ชันที่มีกรดอะมิโน 381 ตัว การขาดโปรตีนสังเคราะห์ SrbA ใด ๆ ที่กล่าวถึงข้างต้นจะทำให้เกิดสำเนาของ SrbA ที่ทำงานผิดปกติ และส่งผลให้การเจริญเติบโตในสภาพออกซิเจนต่ำในห้องทดลอง ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ รวมถึงความสามารถในการก่อโรคที่ลดลง จากการศึกษาด้วยเทคนิคโครมาติน อิมมูโนพรีซิพิเทชัน (chromatin immunoprecipitation) โดยใช้โปรตีน SrbA นำไปสู่การค้นพบตัวควบคุมภาวะขาดออกซิเจนตัวที่สอง คือ SrbB แม้ว่าจะมีข้อมูลเกี่ยวกับการสังเคราะห์ของ SrbB น้อย แต่ตัวควบคุมการถอดรหัสนี้ก็ได้แสดงให้เห็นว่าเป็นผู้เล่นสำคัญในความสามารถในการก่อโรคและการตอบสนองของเชื้อราต่อภาวะขาดออกซิเจน คล้ายกับ SrbA, การกลายพันธุ์ที่ทำลาย SrbB (SrbB knockout mutant) ส่งผลให้สูญเสียความสามารถในการก่อโรค อย่างไรก็ตาม ไม่พบการไวต่อยาต้านเชื้อราที่เพิ่มขึ้น หรือการสูญเสียการเจริญเติบโตอย่างสมบูรณ์ในสภาพออกซิเจนต่ำ (การลดลงของ SrbB เพียงร้อยละ 50 แทนที่ลดลงร้อยละ 100 ใน SrbA) โดยสรุปแล้ว SrbA และ SrbB ได้แสดงให้เห็นว่ามีความสำคัญในการปรับตัวของ A. fumigatus ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่เป็นโฮสต์

 การได้รับสารอาหาร 
Aspergillus fumigatus ต้องได้รับสารอาหารจากสิ่งแวดล้อมภายนอกเพื่อความอยู่รอดและเจริญเติบโตภายในโฮสต์ ยีนหลายตัวที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการดังกล่าวได้รับการแสดงให้เห็นว่ามีผลต่อความรุนแรงของโรคผ่านการทดลองที่เกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม ตัวอย่างของการนำสารอาหารเข้าสู่เซลล์ ได้แก่ โลหะ ไนโตรเจน และโมเลกุลขนาดใหญ่อย่างเปปไทด์

 การได้รับธาตุเหล็ก 
ธาตุเหล็กเป็นโคแฟกเตอร์ที่จำเป็นสำหรับเอนไซม์หลายชนิด และสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในระบบขนส่งการอิเล็กตรอน ซึ่ง A. fumigatus มีกลไกในการดูดซึมธาตุเหล็ก 2 แบบ คือ การดูดซึมธาตุเหล็กแบบรีดัคทีฟ และแบบไซเดอโรฟอร์เป็นตัวกลาง การดูดซึมเหล็กแบบรีดัคทีฟประกอบไปด้วยการแปลงเหล็กจากสถานะเฟอร์ริก (Fe+3) ไปเป็นเฟอร์รัส (Fe+2) และการดูดซึมต่อมาผ่าน FtrA ซึ่งเป็นโปรตีนขนส่งโมเลกุลเหล็ก การกลายพันธุ์เฉพาะเจาะจงของยีน ftrA ไม่ได้ทำให้ความรุนแรงของโรคลดลงในแบบจำลองในหนูของการติดเชื้อ A. fumigatus ซึ่งในทางตรงกันข้าม การกลายพันธุ์เฉพาะเจาะจงของยีน sidA ซึ่งเป็นยีนตัวแรกในเส้นทางการสังเคราะห์ไซเดอโรฟอร์ แสดงให้เห็นว่าการดูดซึมเหล็กผ่านไซเดอโรฟอร์มีความจำเป็นต่อความรุนแรงของเชื้อ การกลายพันธุ์ของยีนในกระบวนการสังเคราะห์ไซเดอโรฟอร์ในขั้นตอนถัดไป sidC, sidD, sidF และ sidG ส่งผลให้เกิดสายพันธุ์ของ A. fumigatus ที่มีความรุนแรงลดลงในลักษณะที่คล้ายคลึงกัน กลไกการดูดซึมธาตุเหล็กเหล่านี้ดูเหมือนจะทำงานควบคู่กันและทั้งสองกลไกจะถูกกระตุ้นให้เพิ่มขึ้นเพื่อตอบสนองต่อภาวะขาดธาตุเหล็ก

 กระบวนการดูดซึมไนโตรเจน 
Aspergillus fumigatus สามารถอยู่รอดได้โดยใช้แหล่งไนโตรเจนที่หลากหลายและกระบวนการดูดซึม ไนโตรเจนมีความสำคัญทางการแพทย์ เนื่องจากได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถส่งผลต่อความรุนแรงของโรคได้ โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการดูดซึมไนโตรเจนได้รับการควบคุมทางการถอดรหัสโดยยีน AfareA ใน A. fumigatus การกลายพันธุ์แบบเฉพาะเจาะจงของยีน afareA แสดงให้เห็นถึงการเริ่มต้นเสียชีวิตที่ลดลงในแบบจำลองการติดเชื้อในหนู โปรตีน RhbA ที่ควบคุมโดย Ras ยังเกี่ยวพันกับกระบวนการดูดซึมไนโตรเจนด้วย พบว่า RhbA ถูกกระตุ้นในระดับการถอดรหัสยีนหลังจากการสัมผัสกันระหว่าง A. fumigatus กับเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดของมนุษย์และสายพันธุ์ที่มีการกลายพันธุ์ของยีน rhbA แบบเฉพาะเจาะจงแสดงให้เห็นการเจริญเติบโตที่ลดลงในแหล่งไนโตรเจนที่ไม่ดีและความรุนแรงที่ลดลงในสัตว์ทดลอง

 โปรตีเนส 
ในปอดของมนุษย์มีคอลลาเจนและอีลาสตินในปริมาณมาก ซึ่งเป็นโปรตีนที่ช่วยให้เนื้อเยื่อมีความยืดหยุ่น โดย Aspergillus fumigatus จะผลิตและหลั่งอีลาสเตสหรือโปรตีเอส (Protease) ที่จะแยกอีลาสตินเพื่อสลายพอลิเมอร์โมเลกุลขนาดใหญ่เหล่านี้ให้สามารถถูกดูดซึมเข้าสู่เซลล์ได้ ความสัมพันธ์ที่สำคัญระหว่างปริมาณการผลิตอีลาสเตสและการบุกรุกเนื้อเยื่อถูกค้นพบครั้งแรกในปี ค.ศ. 1984 นอกจากนี้ ยังพบว่าการแยกเชื้อ A. fumigatus จากผู้ป่วยมีแอคทีวิตี้ของอีลาสเตสมากกว่าสายพันธุ์ที่แยกจากสิ่งแวดล้อมของ A. fumigatus มีการระบุลักษณะของอีลาสเตสหลายชนิด รวมถึงอีลาสเตสจากเซอรีนโปรตีเอส (Serine protease), แอสพาร์ติกโปรตีเอส (Aspartic protease) และเมทัลโลโปรตีเอส (Metalloproteinase) ซึ่งความซ้ำซ้อนของเอลาสเทสเหล่าทำให้การระบุผลกระทบเฉพาะต่อความรุนแรงของเชื้อยากขึ้น

 การตอบสนองโปรตีนที่คลายตัว 
จากการศึกษาจำนวนหนึ่งพบว่าการตอบสนองโปรตีนที่คลายตัวมีส่วนในการเพิ่มความรุนแรงของ A. fumigatus

 สารทุติยภูมิ 

 สารทุติยภูมิในการพัฒนาเชื้อรา 
วงจรชีวิตของเชื้อราสายรวมทั้ง Aspergillus spp. ประกอบด้วย 2 ระยะ คือ ระยะการเจริญเติบโตของเส้นใย และระยะการสืบพันธุ์ (การสร้างสปอร์) การสลับไปมาระหว่างระยะการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของเชื้อราเหล่านี้ได้รับการควบคุมบางส่วนโดยระดับการผลิตสารทุติยภูมิ เชื่อว่าสารทุติยภูมิจะถูกผลิตขึ้นเพื่อกระตุ้นการสร้างสปอร์และเม็ดสีที่จำเป็นสำหรับโครงสร้างของการสร้างสปอร์ ซึ่งการส่งสัญญาณ G protein ควบคุมการผลิตสารทุติยภูมิ การจัดลำดับจีโนมเผยให้เห็นยีนที่มีศักยภาพ 40 ยีนที่เกี่ยวข้องกับการผลิตสารทุติยภูมิรวมถึงไมโคทอกซิน ซึ่งผลิตขึ้นในช่วงของการสร้างสปอร์

 กลิโอทอกซิน 
กลิโอทอกซินเป็นไมโคทอกซินที่มีความสามารถในการเปลี่ยนแปลงการป้องกันของสิ่งมีชีวิตโดยการกดภูมิคุ้มกัน เม็ดเลือดขาวชนิดนิวโทรฟิลเป็นเป้าหมายหลักของกลิโอทอกซิน กลิโอทอกซินจะขัดขวางการทำงานของเม็ดเลือดขาวโดยการยับยั้งการเคลื่อนที่และการผลิตซูเปอร์ออกไซด์ และทำให้เกิดกระบวนการอะพอพโทซิสในเม็ดเลือดขาวชนิดแมคโครฟาจ กลิโอทอกซินขัดขวางการตอบสนองต่อการอักเสบโดยการยับยั้ง NF-κB

 การควบคุมการถอดรหัสของกลิโอทอกซิน 
LaeA และ GliZ เป็นโปรตีนตัวช่วยในการถอดรหัสที่ทราบกันว่าทำหน้าที่ควบคุมการผลิตไกลโอทอกซิน ซึ่ง LaeA เป็นตัวควบคุมที่สำคัญของการผลิตสารทุติยภูมิใน Aspergillus spp. LaeA มีอิทธิพลต่อการแสดงออกของจีโนมร้อยละ 9.5 ของ A. fumigatus ซึ่งรวมถึงยีนการสังเคราะห์สารทุติยภูมิจำนวนมาก เช่น Nonribosomal peptide synthetases การผลิตสารทุติยภูมิจำนวนมาก รวมทั้งกลิโอทอกซิน มีความบกพร่องในสายพันธุ์ที่มีการกลายพันธุ์ของยีน LaeA (ΔlaeA) สายพันธุ์ที่มียีน ΔlaeA กลายพันธุ์แสดงให้เห็นถึงความไวต่อการกลืนกินของแมคโครฟาจที่เพิ่มขึ้นขึ้น และความสามารถในการทำลายเซลล์นิวโทรฟิลที่ลดลงในสภาวะภายนอกกายสัตว์ทดลอง สารพิษที่ได้รับการควบคุมโดย LaeA นอกจากไกลโอทอกซิน อาจมีบทบาทในการเพิ่มความรุนแรงของเชื้อ เนื่องจากการสูญเสียการผลิตกลิโอทอกซินเพียงอย่างเดียวไม่สามารถสรุปลักษณะทางพยาธิวิทยาของ ∆laeA ที่ไม่ก่อโรคได้

 การรักษาในปัจจุบันเพื่อต่อสู้กับการติดเชื้อ A. fumigatus 
การรักษาแบบที่ไม่รุกรานในปัจจุบันที่ใช้ในการต่อสู้กับการติดเชื้อราประกอบด้วยกลุ่มยาที่เรียกว่า อะโซล ยาในกลุ่มอะโซล เช่น โวริโคนาโซล ไอทราโคนาโซล และอิมิดาโซล ซึ่งต้านเชื้อราโดยการยับยั้งการผลิตสารเออร์โกสเตอรอล ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์ของเชื้อรา กลไกของยาเหล่านี้จะออกฤทธิ์โดยการยับยั้งเอนไซม์ cytochrome p450 ของเชื้อราที่เรียกว่า 14α-demethylase อย่างไรก็ตาม ความต้านทานของ A. fumigatus ต่อยาอะโซลกำลังเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจเป็นผลมาจากการใช้อะโซลในระดับต่ำในเกษตรกรรม กลไกหลักของการดื้อยาคือการกลายพันธุ์ในยีน cyp51a อย่างไรก็ตาม ยังมีกลไกการดื้อยาอื่นๆ ที่พบในเชื้อที่แยกจากผู้ป่วย ซึ่งคิดเป็นประมาณร้อยละ 40 ของการดื้อยา นอกจากยาอะโซลแล้ว ยังมีกลุ่มยาต้านเชื้อราชนิดอื่น ๆ เช่น โพลีอีน แอนไทไบโอติก และแอคไคโนแคนดิน

 คลังรูปภาพ 

 ดูเพิ่มเติม 

 2012 US meningitis outbreak
 Allergic bronchopulmonary aspergillosis
 Aspergilloma
 Diseases of the honeybee
 Fumagillin
 RodA
 Galactosaminogalactan

 เชิงอรรถและรายการอ้างอิง 

 แหล่งข้อมูลอื่น 

 การเกิดความต้านทานต่อยาต้านเชื้อราชนิดอะโซลในเชื้อรา Aspergillus fumigatus และการแพร่กระจายของกลไกความต้านทานแบบเดี่ยว ที่ SciVee
 Aspergillus Trust องค์กรการกุศลที่จดทะเบียนในสหราชอาณาจักร ซึ่งมีหน้าที่สนับสนุนผู้ป่วยโรคแอสเปอร์จิลลัสทั่วโลก และค้นคว้าวิจัยวิธีการรักษา
 มูลนิธิการวิจัยเชื้อรา 
 ข้อมูลเกี่ยวกับเชื้อรา Aspergillus จาก DoctorFungus.org

หมวดหมู่:เชื้อรา
หมวดหมู่:สกุล Aspergillus