一種對細胞具有致命性的侵略性生物膜

       近日，瑞士巴塞爾大學的一個研究小組現在《細胞》上發表了一項顛覆認知的重大研究成果——導致霍亂的細菌病原體在免疫細胞上形成了一種新型的細菌群落：一種對細胞具有致命性的侵略性生物膜。

論文首頁截圖

       瑞士巴塞爾大學Knut Drescher博士領銜的研究的團隊發現，霍亂弧菌會貼著免疫細胞表面大量增殖，包圍免疫細胞，然后在免疫細胞四周形成一層生物膜，并往里面分泌細胞毒素——溶血素，殺死免疫細胞，隨后散開。最讓人震驚的是，免疫細胞破裂之后釋放的細胞液，會促進霍亂弧菌的增殖！

       我們在日常生活中會遇到這樣的生物膜，例如，口腔中的牙菌斑，水中石頭上的粘稠膜，甚至是我們腸道菌群的一部分。細菌生物膜本質上對抗生素具有耐受性，當它們在植入物、導管或手術器械上定植時，可能在臨床環境中構成重大威脅。這種定植使病原體滲入我們的身體，引發免疫系統和抗生素難以對抗的感染。

       以前，人們認為細菌形成生物膜是為了保護自己。由巴塞爾大學生物中心的Knut Drescher教授領導的研究小組在他們最近發表的研究中證明，細菌在免疫細胞表面形成生物膜。這種以前未知的群落類型與已知的細菌生物膜不同，不僅在結構上，而且在功能上：這種生物膜不是起到保護作用，而是具有攻擊性。

       用Drescher團隊的話說，霍亂弧菌顛覆了人類免疫細胞作為獵食者和細菌作為獵物的典型關系。

       為了更好地理解免疫細胞上生物膜的形成，研究人員專注于一種特定類型的吞噬細胞，即所謂的巨噬細胞。文章一作Lucia Vidakovic解釋說，“偶然遇到巨噬細胞的細菌會用一種‘觸角’附著在細胞表面，隨后，細菌開始分裂并纏繞它們的觸角狀附屬物。”因此，這種生物膜的細胞外基質的結構與以前已知的結構有著根本的不同，在以前的生物膜中，細菌通常被嵌入由糖和蛋白質組成的粘液基質中。

       免疫細胞上的生物膜是一種進攻性的而不是防御性的策略

       隨著時間的推移，霍亂病原體產生的生物膜完全包裹巨噬細胞，導致細胞死亡?！凹毦郝渲鲃庸舨⑺烂庖呒毎?。然而，我們最初并不了解確切的機制，為了解開這個謎團，我們仔細調查了霍亂病原體產生的所有14種已知毒素，最終確定溶血素是罪魁禍首。”這種毒素在免疫細胞的保護膜上形成毛孔，從而殺死它們。

       霍亂是一種危及生命的傳染病，會導致嚴重的腹瀉。由于人類是霍亂病原體的唯一宿主，科學家們建立了人類腸道類器官模型。利用這個模型，他們可以證明霍亂弧菌在定殖和破壞人體腸道屏障后能夠在巨噬細胞上形成致命的生物膜。

       Knut Drescher補充說:“這種細菌采用的新型攻擊策略可以顯著影響霍亂感染的進展。下一步，我們的目標是探索其他病原體是否也會形成這種具有侵略性的生物膜。破譯細菌病原體的策略對于開發對抗它們的新方法至關重要?！?/p>

       文章參考：

       Biofilm formation on human immune cells is a multicellular predation strategy of Vibrio cholerae