加州大學戴維斯分校的研究人員發現了一種訊號機制，可以讓沙門氏菌等細菌逃避宿主免疫系統的破壞。
細胞內的細菌像沙門氏菌一樣可以感染巨噬細胞（一種免疫細胞）。沙門氏菌引發宿主巨噬細胞的死亡。然後，它會欺騙其他免疫細胞，讓它們安全地傳遞給另一個巨噬細胞，而不是破壞它們。
“沙門氏菌透過使用我們最好的武器之一併將其轉化為對我們的攻擊，智勝了宿主的防禦。這項研究的資深作者安德烈亞斯·博姆勒說。博姆勒是加州大學戴維斯分校醫學院醫學微生物學和免疫學系的研究副主席和教授。
這項在小鼠組織培養上進行的研究發表在細胞宿主和微生物。
隱藏在免疫細胞中的病原體
補體系統是我們免疫系統的一部分，負責清除病原體，包括細菌。它要麼直接殺死病原體，要麼將其作為其他免疫細胞破壞的目標。
中性粒細胞是補體系統招募來對付細菌的免疫細胞。“他們的工作是殺死細菌。如果你刮破面板，你會活下來，因為中性粒細胞會照顧隨機進入的細菌，”博姆勒解釋道。
巨噬細胞是另一種清理死亡細胞的免疫細胞。它們主動吞噬細菌和其他細胞碎片，但在殺死細菌方面不如嗜中性粒細胞有效。
像沙門氏菌這樣的細菌在巨噬細胞內的膜包液泡中存活。在巨噬細胞中，它們可以避免被其他免疫細胞檢測到，比如殺死細菌的中性粒細胞。
但是巨噬細胞只能存活30天左右，所以像沙門氏菌這樣的細胞內細菌必須定期尋找新的宿主細胞。它們需要在不被免疫系統檢測和破壞的情況下做到這一點。
研究人員發現，感染巨噬細胞的沙門氏菌使用特殊的武器——毒力因子——在液泡和巨噬細胞的膜上製造洞，引發巨噬細胞死亡，從而開啟通向外部的通道。
這些孔允許細菌啟用補體系統，併產生一個“尋找我”的訊號，以吸引中性粒細胞尋找陷入死亡的細菌巨噬細胞。
當一個嗜中性粒細胞到達時，清理帶有沙門氏菌的死亡巨噬細胞，它在一個稱為傳出細胞增多症的過程中吞沒了死亡的巨噬細胞和沙門氏菌。
然後死亡的巨噬細胞保護沙門氏菌免受中性粒細胞的抗菌特性的影響，讓細菌存活下來。
因此，沙門氏菌劫持了宿主免疫系統的關鍵部分，即補體系統和中性粒細胞，以便在受感染的宿主體記憶體活。
“當病原體透過宿主巨噬細胞內毒力因子誘導的穿孔觸發宿主補體系統時——這產生了傳出細胞增多的訊號——該系統不再工作。中性粒細胞成為沙門氏菌的安全場所，”該研究的主要作者Hirotaka Hiyoshi說。
Hiyoshi以前是加州大學戴維斯分校醫學微生物學和免疫學系的助理專案科學家，現在是日本長崎大學細菌學系的助理教授。
瞭解其機制可能有助於未來的治療
沙門氏菌只是一種會導致人體疾病的細胞內細菌。活在細胞內的其他病原體包括流產布魯氏菌、單核細胞增生李斯特菌、沙眼衣原體、貝氏柯克斯體和結核分枝桿菌。
研究人員還證明，布魯氏菌使用與沙門氏菌相同的機制來逃避宿主免疫系統，這表明這種毒力策略可能被其他可以在宿主細胞內生活的細菌病原體所共享。
雖然其中一些細菌感染可能會自行解決，但它們通常需要用抗生素治療。在未來幾十年，抗生素的耐藥性預計將顯著增加，這意味著它們可能不再能有效對抗細胞內病原體。
“多重耐藥性正在上升，到2050年，多重耐藥性細菌預計將成為頭號死亡原因。這就是為什麼我們需要了解這些疾病，以便在它們的策略中找到弱點。一旦你理解了這種機制，你就有可能開發出一種新的靶向治療方法。
更多內容：Hirotaka Hiyoshi et al, Virulence factors perforate the pathogen-containing vacuole to signal efferocytosis, Cell Host & Microbe (2021). DOI: 10.1016/j.chom.2021.12.001
