アスペルギルス・テレウス

アスペルギルス・テレウス
科学的分類
ドメイン：	真核生物
王国：	菌類
分割：	子嚢菌類
クラス：	ユーロチオミセテス
注文：	ユーロティアレス
家族：	アスペルギルス科
属:	アスペルギルス
種：	A. テレウス
二名法名
アスペルギルス・テレウス トム（1918）[1]

アスペルギルス・テレウス（Aspergillus terreus）は、アスペルギルス・テレストリス（Aspergillus terrestris）としても知られ、世界中の土壌で見られる真菌（カビ）です。最近まで完全に無性生殖であると考えられていましたが、 A. terreusは有性生殖できることがわかっています。 ^[2] この腐生菌は、熱帯や亜熱帯地域などの温暖な気候に多く見られます。 ^[3]土壌に生息する以外に、 A. terreusは分解中の植物やほこりなどの生息地でも発見されています。 ^[4] A. terreusは、イタコン酸やシス-アコニット酸などの重要な有機酸や、キシラナーゼなどの酵素。 ^{[3]また、血清}コレステロールを下げる薬であるメビノリン（ロバスタチン） の最初の原料でもありました。

アスペルギルス・テレウスは、免疫不全の人に日和見感染を引き起こす可能性がある。一般的な抗真菌薬であるアムホテリシンBに対して比較的耐性がある。 ^[5] アスペルギルス・テレウスは、シロイヌナズナの花粉発育を阻害するアスプテルリン酸と6-ヒドロキシメレインも生成する。^[6]

2023年、オーストラリアの科学者はA.terreusがポリプロピレンプラスチックを140日で完全に分解する能力を発見しました。 ^[7]

アスペルギルス・テレウスは茶色がかっており、培養培地上で時間が経つにつれて色が濃くなります。^{[3] [8] 25 °C (77 °F) の}Czapek培地または麦芽エキス寒天 (MEA) 培地 では、コロニーは急速に成長し、滑らかな壁を持つようになります。場合によっては、コロニーは綿状になり、髪の毛のような柔らかい房になります。^[9] 麦芽エキス寒天上のコロニーは、他の多くの培地よりも速く成長し、より密に胞子を形成します。^[8]

Aspergillus terreusの分生子頭部はコンパクトで二列、密集した円柱状で、直径は 500 × 30 ～50 μm に達する。A . terreusの分生柄は滑らかで無色で、直径は最大 100～250 × 4～6 μm である。A . terreusの分生子は小さく、直径約 2 μm で、球形で壁は滑らかで、淡黄色から無色まで変化する。^[10]この種に特有のものとして、アレウリオコニディア、つまり菌糸上に直接生成される無性胞子があり、フィアロコニディアよりも大きい (直径 6～7 μm など)。この構造は、炎症反応の亢進を引き起こす可能性があるため、 A. terreusの臨床的症状に影響を与える可能性がある。^{[4] [11] [12]}

この菌は、シナモンブラウンのコロニーの色とアレウリオコニディアの生成により、他のアスペルギルス属の種と容易に区別できます。A . terreusは、 35〜40℃（95〜104℉）の温度で最適に成長し、45〜48℃（113〜118℉）の温度で最大限に成長することから、耐熱性種です。^[13]

Aspergillus terreus は、他のAspergillus種と同様に、広範囲にわたって空気中に効率的に拡散する胞子を生成します。^{[14] [15]}この菌類の形態は、胞子が空気の流れで地球全体に拡散するためのアクセス可能な方法を提供します。^[16]生育面より上の長い柄の上の胞子形成頭が隆起しているため、空気中を通じた胞子の拡散が容易になる可能性があります。^[17] 通常、菌類の胞子は静止した空気中に放出されますが、A. terreusでは、長い柄によってこの問題を解決し、胞子が風などの空気の流れに放出されるようになっています。^[18]その結果、A. terreus は広大な地理的範囲に胞子を拡散する機会が増え、それが結果として菌類が世界中に蔓延していることを説明しています。

A. terreus は世界中の温暖な耕作地で発見されているが、堆肥やほこりなど、さまざまな生息地にも生息している。 ^[3]最終的に、散布された菌の胞子は液体または固体の物質と接触してその上に定着するが、条件が整った場合にのみ胞子が発芽する。菌にとって重要な条件の 1 つは、物質に含まれる水分のレベルである。菌の成長を支えることができる最低水分活性(A _w ) は 0.78 と報告されている。^[4]比較的低い A _w条件に対する耐性は、さまざまな場所で生育する能力を考えると、この種の遍在性を部分的に説明できるかもしれない。^[15]鉢植えの植物の土壌は、A. terreusの成長を支える一般的な生息地の 1 つであり、コロニー化した土壌は院内感染の重要なリザーバーである可能性がある。 ^[19] その他の生息地には、綿、穀物、分解中の植物などがある。^[4]

国立アレルギー感染症研究所が資金提供した広域真菌ゲノムイニシアチブは、2006年にA. terreusの 配列決定を実施した。その結果、11.05×ゲノム配列カバレッジが得られた。A . terreusには30〜35 Mbpと約10,000のタンパク質コード遺伝子が含まれている。^{[12] [20]} A. terreusのゲノム内の毒性決定因子の同定は、 A. terreus関連疾患の治療に対する新しいアプローチの開発を促進する可能性がある。さらに、A. terreusは一般的な抗真菌薬アムホテリシンBに耐性があるため、その耐性の背後にあるメカニズムはゲノムレベルの調査によってよりよく理解される可能性がある。^{[12] [21]}

ポリケチド合成酵素遺伝子atXはA. terreusにおいて6-メチルサリチル酸を産生する。^{[22] [23]}

アスペルギルス・テレウスは、他のアスペルギルス属ほど動物や人間に日和見感染を引き起こすことは一般的ではありません。しかし、アスペルギルス・テレウス感染症の発生率は他のアスペルギルス属よりも急速に増加しており、このため、新興感染症の原因物質と考えられています。^[24]

日和見病原体として、全身感染と表在感染の両方を引き起こす可能性があります。^[25]気道に沿って移動する真菌胞子を吸入すると、典型的な呼吸器感染症を引き起こします。爪真菌症や外耳真菌症などの他の感染症も発生する可能性があります。[25] [26] A. terreusは、特定の免疫^{細胞が欠乏している} 免疫不全患者に深刻な影響を与える可能性があります。具体的には、長期にわたる好中球減少症は、人間と動物をこの真菌性疾患にかかりやすくします。^{[17] [24]}

アスペルギルス・テレウスは、ヒトや動物の宿主に感染した際に、物理的構造を変化させるという点で適応性を持たない。菌は特徴的な菌糸糸として成長し続ける。他の病原菌は通常、新しい環境に最も適した別の成長段階、つまり菌糸から酵母への変換に切り替わる。このプロセスは、A. テレウスでは起こらない。^[17]

数十年にわたり、A. terreus は病原菌による作物の破壊を防ぐ手段として農業で使用されてきました。しかし、1980 年代後半に、研究者はA. terreus を植物の真菌病原体として説明しました。小麦やライグラスなどの作物は、A. terreus感染後に病気に罹患することが示されました。最近では、この種がジャガイモの葉枯れ病を引き起こすことも研究者によって発見されました。これはインドで初めて報告されました。^{[27]ジャガイモは世界で 3 番目に重要な食用作物と考えられているため、} A. terreus感染は重要な意味を持つ可能性があります。^[28]

アスペルギルス・テレウスは、植物モデル生物であるシロイヌナズナの雄の生殖周期を阻害することも示されています。この菌から放出される二次代謝産物であるアスピリン酸と6-ヒドロキシメレインは、植物の雄性配偶子である花粉の生成を阻害します。シロイヌナズナは生殖できないため不妊となり、次世代に子孫を残すことができません。最終的に、これは植物種の遺伝的多様性に影響を及ぼします。^[6]

アスペルギルス・テレウスは動物に感染症を引き起こす可能性がありますが、犬や牛など、いくつかの種に限られています。広く、A. terreusは牛の真菌性流産を引き起こすことがわかっています。^{[9] [10] [17]犬、特に}ジャーマンシェパード種では、この真菌は副鼻腔炎の原因にもなります。^[17]それは播種によって犬にさらに影響を及ぼす可能性があります。脾臓や腎臓などの臓器を含む体の他の部分に影響を及ぼす可能性があります。^[9]また、骨はA. terreusによって影響を受ける可能性があり、脊椎骨髄炎につながる可能性があります。^[12]

A. terreus感染を示す動物モデルはごくわずかです。成功した動物モデルとしては、 A. terreusが肺アスペルギルス症を形成したマウスとウサギがあります。これらの研究は、この真菌感染が疾患を引き起こす可能性があるという証拠を提供するため重要です。^[29]

ヒトでは、A. terreusは他のアスペルギルス属、特にA. fumigatus、A. flavus、A. nigerに比べて病原体としてはあまり一般的ではありません。^{[24] [26]}臨床サンプルではあまり見られませんが、A. terreusはアムホテリシンB耐性の証拠を示し、これは播種率の高さと全体的な予後不良と相関しています。^{[24] [30]}

アスペルギルス・テレウスは、コルチコステロイドを服用しているCOPD患者、化学療法を受けている癌患者、HIV/AIDS患者など、免疫不全の人々に主に日和見感染を引き起こします。^[17]免疫能のある人の場合、胞子を吸入するとすぐにマクロファージと好中球が放出されます。免疫抑制状態の人では、この反応はそれほど活発ではありません。これらの人のほとんどは好中球減少症を患っており、自己防衛能力が低下しています。さらに、A. テレウスは、菌が繁殖するのに適した条件を提供する好中球などの免疫細胞を攻撃する毒性代謝物を放出します。^[26]

アスペルギルス・テレウス感染は、ヒトにおいて表在性感染症を引き起こす可能性がある。これは、体の外層に影響を及ぼす。これは、ヒトの皮膚および爪の感染症である爪真菌症から分離されることが多い。^{[9] [10]} A. terreus（一般的な病原体である皮膚糸状菌ではない）による爪真菌症の発生率は増加している。これは、診療所および病院において最も頻繁に報告される表在性感染症である。 ^[25] A. terreusによって引き起こされる別の一般的な表在性感染症には、耳真菌症（耳の感染症）があり、これは主に最近外科手術を受けた患者から分離される。^{[4] [10]}

さらに、A. terreus感染は4つの主要な全身疾患を引き起こす可能性がある：^[3]

• アレルギー性気管支肺アスペルギルス症
• アスペルギルス気管支炎および侵襲性アスペルギルス気管気管支炎
• 侵襲性（肺）アスペルギルス症
• 播種性アスペルギルス症

これら 4 つの疾患の結果はすべて人間に大きな健康リスクをもたらす可能性がありますが、侵襲性アスペルギルス症は人間の死亡率と罹患率が最も高くなる傾向があります。^[12]疫学研究では、侵襲性アスペルギルス症を引き起こすA. terreusの発生率が、同属の他の種と比較して増加していることが示されています。^[31] A. terreus感染は、侵襲性アスペルギルス症を発症した人の死亡率を 100% にします。他の 20種のアスペルギルスと比較すると、A. terreus感染は予後が最も悪く、死亡率が高いことが分かっています。実際、侵襲性アスペルギルス症は白血病および幹細胞移植患者の死亡原因の第 1 位に挙げられています。^[12]

A. terreusの治療は、重篤な真菌感染症の代替薬であるアムホテリシンBに対するほぼ完全な耐性のため、臨床的に困難です。 ^{[12] [24]しかし、}ボリコナゾール、ポサコナゾール、カスポファンギンなどの新しい薬剤は、この病原体の治療に有望であることが示されている。^[32]

臨床検体からA. terreus を実験室で同定することも難しい場合があります。現在、この種に対する迅速な免疫学的検査はなく、正確な同定は培養に依存しています。A . terreus株は動物宿主内で変異する傾向があり、その結果、一次培養で特徴的な胞子頭が大幅に減少または失われます。このような株は、外観がBlastomyces dermatitidisのアレウロコニディアに似た小さなアレウロコニディアを生成し続けます。

ある研究では、病院でのA. terreus感染症の約 3 分の 1 が鉢植えの存在に関連していることが判明しました。^[24]免疫不全患者の部屋から鉢植えを排除することは、病気の予防に役立つ可能性があります。A . terreus は、病院の屋外建設や改築により病院環境によく見られると多くの研究で説明されています。空気中に再導入された土やゴミの量は、空気中を移動して免疫抑制患者に感染する可能性があります。^{[33]予防措置を講じる簡単な方法は、病室全体で良好な空気ろ過と換気を提供することです。A} . terreus による院内感染を防ぐには、接種源を排除することが重要です。^[34]

Aspergillus terreus は、テリトレム A、シトレオビリジン、シトリニン、グリオトキシン、パツリン、テレイン、テレイン酸、アステリン酸、およびテレトニンを含む、多数の二次代謝産物およびマイコトキシンを産生する。 ^{[12] [35]この菌類は、ヒトおよび動物の血中コレステロール値を下げる強力な薬である}ロバスタチンと呼ばれる二次代謝産物も産生する。これは、コレステロール生合成の触媒段階を担う酵素の1つに対する阻害剤である。ロバスタチンは通常、菌類の発酵条件下で産生される。A . terreus種の糸状菌糸の急速な成長は、ロバスタチン産生の低下につながる可能性がある。この代謝産物の産生を高めるために、A. terreus は発酵中に重要な栄養素を必要とする。この場合、炭素と窒素は発酵生産性において非常に重要であり、その結果、代謝産物ロバスタチンのバイオマスも増加します。^[36] A. terreus株は、ロバスタチン生産のための最良の炭素源としてグリセロールとグルコースを使用します。^[37]

また、化学的にロバスタチンと関連のある薬物であるシンバスタチンの製造にも使用されます。 ^[38]