PNAS突破性新发现：帮助细菌在人类呼吸道定植的CPS特征

来源：作者：人气：-发表时间：2023-04-19 12:48:00【大中小】

摘要：新加坡国立大学医学院(NUS Medicine)的科学家们在一项突破性的发现中，发现了帮助细菌在人类呼吸道定植的CPS的特征。

抗生素有助于对抗细菌感染，但它们也会伤害生活在肠道中的有益微生物，这可能会对健康产生长期的影响。

许多致病细菌，如肺炎链球菌(肺炎链球菌)被包裹在一层称为荚膜多糖(CPS)的糖层中。这一层通常是感染所必需的。新加坡国立大学医学院(NUS Medicine)的科学家们在一项突破性的发现中，发现了帮助细菌在人类呼吸道定植的CPS的特征。研究表明，CPS胶囊的结构及其连接和组合类型在允许细菌更好地附着在人类上呼吸道和下呼吸道内壁上并存活方面起着重要作用。

为了挑战人们普遍持有的观点，即肺炎链球菌中结构多样的CPS胶囊在促进细菌定植方面具有相同的功能，由新加坡国立大学医学院传染病转化研究项目的助理教授Chris Lok-To Sham和研究生Jade Chun yee - yu领导的团队构建了细菌突变体，显示肺炎链球菌中发现的84种CPS中的一种。然后将突变体引入呼吸细胞，以研究它们与呼吸道结合的能力。利用分子条形码来区分菌株，研究小组检查了这些突变体中不同的CPS是否会影响鼻和支气管细胞的结合。

图1 CPS的结构形态和类型在人气道的附着强度和存活中起着重要作用

结果表明，含有鼠李糖残基的CPS与气道细胞结合较差，而含有糖基基的CPS与气道细胞结合较强。实验表明，CPS的结构形态和类型在人气道的附着强度和存活中起着重要作用。

“过去，科学家们认识到，细菌中发现的蛋白质不是偶然的，它们确实有一定的作用。细菌已经表现出对胶囊上某些类型的糖的偏好，以及糖的特定联系。我们的研究证明，其中一些组合对细菌有益，因为它们有助于人类呼吸道的定植。这一发现将更多地揭示未来疫苗中包括的CPS类型的范围，因为目前针对肺炎链球菌的疫苗不包括细菌产生的许多类型的CPS，”新加坡国立大学医学院微生物学和免疫学系的Jade Chun补充说。

肺炎链球菌是肺炎、败血症和脑膜炎的主要诱因。总的来说，这些感染是老年人和幼儿发病和死亡的主要原因之一。为了对抗这些致命的感染，使用肺炎球菌疫苗来刺激CPS的抗体产生。然而，细菌可以操纵它们的CPS结构来逃避这些抗体。这种生化战争导致肺炎链球菌产生100多种cps，这增加了生产有效疫苗的挑战。虽然CPS的多样性得到了认可，但究竟是什么使CPS成为细菌的致命武器尚不清楚。

该研究结果发表在美国国家科学院(NAS)的同行评审期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

参考资料：

[1] Influence of glycan structure on the colonization of Streptococcus pneumoniae on human respiratory epithelial cells