一种促进侵袭性疾病的新细菌途径

St. Jude儿童研究医院的科学家已经发现了一种酶，它可以在肺炎球菌感染的早期起作用，通过去除细菌的胶囊来促进细菌的存活和侵袭性疾病。这项研究今天发表在科学杂志“ 自然通讯”上。该研究结果对目前用于对抗肺炎球菌细菌或肺炎链球菌的治疗和疫苗策略具有深远意义。肺炎球菌是全世界儿童的主要杀手。细菌是造成各种感染的原因，包括肺炎，菌血症，脑膜炎和中耳炎。

结果还表明细菌被预先编程以根据需要快速添加或移除胶囊以避免由抗病免疫系统的不同分支检测和破坏。

研究人员表明，自杀酶LytA通过帮助肺炎球菌迅速脱落其胶囊，在感染早期促进细菌的存活。去除胶囊有助于细菌逃避由肺中的上皮组织产生的抗微生物肽，作为先天免疫应答的一部分。通过使肺炎球菌更容易侵入上皮细胞并进入血液，去除细菌囊也为更多侵入性感染奠定了基础。在血液中，细菌再次产生胶囊以防止适应性免疫反应。

“大多数抗菌疫苗目前都针对胶囊引发保护性免疫反应，”资深作者，圣犹达传染病系主任医学博士Elaine Tuomanen说。“本研究中发现，LytA的主要作用之一是驱动胶囊脱落，这有助于解释为什么目前的肺炎球菌疫苗在预防肺炎和耳部感染方面效果较差，肺炎球菌胶囊较少的上皮组织疾病。

“研究结果强调了持续开发针对细菌蛋白而非胶囊的肺炎球菌疫苗的重要性，”她说。

该结果还有助于解决为什么细菌保留LytA的神秘面纱，LytA是一种自杀酶，当被抗生素激活时，通过去除细胞壁碎片杀死肺炎球菌，直到细菌爆炸。胶囊附着在细胞壁上。

在实验室工作，研究人员首次表明，肺炎球菌通过激活LytA对上皮细胞分泌的抗菌肽起反应，导致胶囊移除但不导致细菌死亡。事实上，缺乏功能性LytA的肺炎球菌仍然被包裹，更容易受到抗菌肽的影响，并且更有可能在感染后数小时内死亡。

“这项研究揭示了LytA作为一种特洛伊木马的作用，通过剪掉带有胶囊的细胞壁碎片促进感染早期的肺炎球菌存活，但在被抗生素激活时导致细菌被破坏，”首先和通讯作者科林说。 Kietzman，Ph.D。，Tuomanen实验室的博士后研究员。“有证据表明，与抗生素不同，先天免疫反应分子对LytA的激活不是致命的，而且很可能是主动控制或可逆的。”

研究人员还证明，胶囊脱落和抗生素诱导的细菌死亡是LytA酶在肺炎球菌不同区域进行的独立过程。

在肺炎球菌肺炎的小鼠模型中工作，研究人员报告说，LytA和抗菌肽都有助于去除胶囊。研究人员利用他们开发的荧光显微技术表明，LytA或抗菌肽的丢失与细菌肺部感染前三小时内胶囊脱落的显着减少有关。科学家还将胶囊脱落与细菌侵入人肺上皮细胞的能力提高了8倍，这为侵袭性疾病奠定了基础。

研究人员正在努力了解有关胶囊脱落中涉及的LytA途径的更多信息。“这条途径对微生物学来说是新的，可能通过阻止肺炎球菌进入血液并导致更多的全身感染，为设计预防侵袭性疾病的药物提供线索，”Tuomanen说。