セトスファエリア・ロストラタ
病原菌

セトスファエリア・ロストラタ
科学的分類 この分類を編集する
界： 菌類
門 子嚢菌門
綱 ドシデオミセテス
目 プレオスポラ目
科 プレオスポラ科
属 セトスファエリア
種：
S. rostrata
学名
セトスファエリア・ロストラタ
KJ Leonard (1976)

Setosphaeria rostrataは、 Exserohilum rostratumとして知られる無性生殖型（アナモルフ）耐熱性菌類です。 [1]この菌類は一般的な植物病原体であり、イネ科植物の葉の斑点、冠腐病、根腐れを引き起こします。亜熱帯および熱帯地域の土壌や繊維製品にも見られます。 [2] Exserohilum rostratumは、稀にヒトの日和見病原体として関与する35種のExserohilum属菌類の1つであり、 [3]副鼻腔炎、角膜炎、皮膚病変、そしてしばしば致命的な髄膜脳炎の病因物質となります。 [4]この種による感染症は、イスラエル、インド、米国南部などの温暖な気候の地域で最も多く見られます。 [5]

成長

Setosphaeria rostrata は、突出した門部を持つ成熟した分生子を形成する。[1]分生子は直線状、湾曲状、または屈曲しており、門部の上の隔壁は厚く黒っぽい。[1]壁は典型的にはざらざらしており、茶色からオリーブ色をしており、隔壁の数は典型的には 7～9 個であるが、4～14 個のものもある。[1] Exserohilum属の種は典型的には急速に成長し、黒っぽい色素のコロニーを形成する。[6]他の 2 つの近縁種、E. longirostratumおよびE. mcginnisiiはE. rostratumと高い相同性を示すが、これらは分生子の形態で区別することができる。[6] Exserohilum ongirostratumは、6～16 個の中央が湾曲した隔壁を持つ、より大きな分生子（最大 228 x 12～19 μm）を特徴とする。[6]対照的に、E. mcginnisiiはわずかに棍棒状の分生子を持ち、滑らかな壁と茶色で、大きさは44～76 x 11～18μmで、暗色の帯のない4～8個の隔壁を持っています。[6]

E. rostratumの増殖に関する試験管内研究では、34 °C (93 °F) では光によって胞子形成が完全に阻害されるが、より低い温度では阻害されないことが示されている。 [7]連続光下での最適な胞子形成は、試験管内において28～31 °C (82～88 °F) で起こる。[7]これらの低温では、胞子形成は分生柄誘導から分生子形成に移行する。[7]連続光下 34 °C (93 °F) では、分生柄のみが形成される。[7] Exserohilum属の胞子形成は、培養における識別を容易にするためにセルロース培地上で増殖させることで促進できる。[8]自然に感染した土壌サンプルでは、​​プレートの上にろ紙を敷くことで胞子形成が促進され、低個体群レベルでの検出が可能となる。[8]

生態学

1952年、フランス領サハラとトルキスタンのキジルクムの砂漠地帯で行われた調査で、土壌の最上層にさまざまな微小菌類が特定されました。[9]存在した種の多くは、ヘルミントスポリウム、クルブラリア、アルテルナリア、ステムフィリウムなどの暗い色素の腐生植物でした。[9] ヘルミントスポリウムは、当時のS. rostrataの属名でした。 [9]これらの菌類は主に盆地の移動性表層で見られ、深くなるにつれてまばらになりました。[9]乾期には、盆地の移動性表層の微小菌類は風によって移動するため、周辺地域で表面微生物相が比較的均一に分布していました。[9]これらの表層の砂漠土壌と砂の微小菌類は、不利な土壌条件から身を守るために適応形態を発達させていることが発見されました。[9]これらの種の暗色色素は、光と乾燥から身を守るためと考えられており、栄養生育期と生殖生育期の両方で見られます。また、デマティア科のほとんどの胞子は多細胞性で、ヘルミントスポリウムの場合は横方向に隔壁があり、区画化と防御力を高めていることが報告されています。[9]砂漠の砂から分離された真菌のもう一つの共通の特徴は、その急速な成長と膨大な生殖能力です。[9]

病態生理学

Exserohilum属は、葉の植物の病気によく伴う黒色菌類から構成され、まれにヒトや動物の褐色菌症にも伴う。[3] [10] [11] 宿主としてはサトウキビなどがある。[11]この属の菌は細胞壁にメラニンが存在することが特徴で、これが毒性に寄与していると考えられている。 [3] Exserohilum属の多くの種は広範囲の植物種、特にイネ科のイネ科植物に影響を与える植物病原体で、特徴的な葉の斑点や枯れを引き起こす。[2]しかし、S. rostrataもヒトや動物の宿主で生存することが示されており、病原性の多様性を示している。[2] [12] E. rostratumはヒトへの感染は稀ですが、アレルギー性真菌性副鼻腔炎、皮膚および皮下感染症、侵襲性疾患、そして稀に角膜真菌症（角膜の炎症）など、様々な疾患を引き起こす可能性があります。[13] Exserohilumによる侵襲性感染症および皮膚感染症は、免疫不全または免疫力が低下している人に多く見られ、副鼻腔、肺、心臓の内膜、骨の感染症が含まれます。[14]一方、局所的な外傷は皮膚および角膜感染症の素因となります。[5] [14]汚染された髄腔内薬剤への曝露により髄膜炎や末梢関節炎が発生したという報告もあります。[3]

E. rostratumの病原性に関与する毒性因子は十分に解明されていない。[3] E. rostratumは、哺乳類の体温下で増殖可能なメラニン色素を持つ真菌である。[15]他の病原性真菌において、メラニンは宿主の免疫系から生物を守ることで毒性に寄与すると考えられている、確立された毒性因子である。[15]メラニン産生は、ポリエン系およびエキノキャンディン系薬剤に対する耐性と関連しているが、アゾール系薬剤に対する耐性とは関連していない。そのため、ボリコナノレは真菌感染症の治療に有効である。[15]

皮膚褐色菌糸症

E. rostratumによる原発性皮膚褐色菌糸症の症例がいくつか知られています。ほとんどの症例で患者は免疫不全状態で、罹患した小児の何人かは急性リンパ性白血病 (ALL) でした。[16]ある症例では、ALL に罹患した 3 歳の男児の左前腕に無痛性の壊死性病変が 1 つ現れ、24 時間以内に急速に拡大して直径 5 cm になりました。[16]この病変は、前日にガーゼを巻いた木製の添え木で静脈ラインを固定した腕の皮膚部位に発生しました。[16]別の症例では、ALL に罹患した 8 歳の男児が、やはり静脈内汚染により、発熱性好中球減少症とともに壊疽性膿痂、副鼻腔および肺の障害を発症しました。[16] 皮膚褐色菌糸症の成人の症例も、主に免疫不全患者に発生しました。[16] しかし、一見健康な患者が褐色菌糸症を発症した例もいくつかある。[16] そのような症例の一つは、クラゲに刺された後に出血性小胞を発症した55歳の女性であった。もう一つの症例は、出血性水疱を呈した22歳の男性であった。[16]

角膜感染症

2012年、46歳の健康な農家における角膜真菌症の症例報告で、植物質による局所外傷後の角膜感染症の原因としてE. rostratumが判明しました。 [13]眼科検査の結果、右眼に約8mmの中央角膜潰瘍、灰白色の脱落、羽毛状の縁、びまん性角膜浮腫が認められました。[13]

髄膜脳炎

2012年、マサチューセッツ州フレーミングハムのニューイングランド調剤センター（NECC）で汚染されたコルチコステロイド注射液が原因で、E. rostratumが米国全土で真菌性髄膜炎の発生を引き起こしました。 [14] 2013年10月23日現在、感染者は合計751人、死亡者は合計76人でした。325人が脊椎または傍脊椎感染症を呈し、そのうち233人が髄膜炎、残りは傍脊椎または末梢関節感染症を呈しました。この事例では、E. rostratumは脊椎への真菌接種後、宿主内で非常に毒性が強くなりました。[3]防腐剤を含まないメチルプレドニゾロン酢酸エステル（MPA）注射は、接種部位での免疫応答を限定的に引き起こし、真菌が脳の壊死性致死性疾患を引き起こすことを可能にしました[3] 死後の顕微鏡的分析では、E. rostratumが血管侵襲性を示し、好中球優位の炎症反応を引き起こすことも明らかになった。[17]

診断と治療

2012年に米国で髄膜炎が流行した当時、E. rostratumについては、感染者の診断や治療法も含め、ほとんど何も分かっていませんでした。[18]米国疾病予防管理センター（CDC）に送られた372の患者検体のうち、PCR検査で真菌感染の証拠が示されたのはわずか30％でした。[18] β-D-グルカン検査が早期検出の可能性のある方法として提案されました。[18] β-D-グルカン検査は、細胞増殖時に放出される多くの真菌細胞壁の主成分である（1,3）-β-D-グルカンを検出します。[18] 44歳男性の症例では、ガラクトマンマン検査によってE. rostratumの早期検出に成功しました。[18]しかし、その後の研究では、E. rostratumの早期検出に関する肯定的な結果が再現されませんでした。[19]

Exserohilumによる感染症の有効な臨床治療法は依然として非常に限られている。最近の副鼻腔炎および皮膚感染症の症例では、アムホテリシンB、イトラコナゾール、および／またはボリコナゾールを用いた治療が奏効したとの報告がある。[6] E. rostratumは一般的な抗真菌剤であるアムホテリシンBに感受性を示すものの、この薬剤の重篤かつ致命的となる可能性のある副作用のため、特に高齢者など、特定の患者への使用は制限されている。[ 20] [21]最近の抗真菌剤のドラッグリポジショニングスクリーニングでは、トリアゾール系のポサコナゾールとラノコナゾールがE. rostratum感染症の治療に有用な代替薬として示唆されている。[20]ポサコナゾールは非常に強力で、化膿性関節炎などの非中枢神経系感染症の長期治療に経口投与することができる。[20]また、血液脳関門を通過することが示されており、中枢神経系感染症の治療薬としても期待されている。[20]

バイオテクノロジーの用途

Exserohilum rostratumは、東南アジアの水田によく見られる雑草であるCyperus iria（イネ科）の防除技術に組み込まれています。 [22]ある研究では、E. rostratumはベンタゾンと組み合わさって水田の雑草を防除する生物的防除剤として作用する可能性があると判明しました。 [22]この種は抗マラリア剤としても提案されています。[23] E. rostratumは、植物種Stemonaに内生する真菌株であることが判明しました。[23]これらの培養物からモノセリンと11-ヒドロキシモノセリンが単離され、抗マラリア薬への応用が期待されています。[23]

参考文献

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