综述:单核细胞增生李斯特菌:宿主-病原体相互作用与先天免疫应答

【字体: 时间:2025年10月01日 来源:Research in Microbiology 3.4

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  本综述系统探讨了单核细胞增生李斯特菌(L. monocytogenes)的微生物学特性、宿主-病原体互作机制及先天免疫应答。通过分析临床与食源性菌株的致病性,结合体外模型(如细胞系BCSFB/HIBCPP)和动物模型(小鼠、果蝇、家蚕等),深入解析了细菌毒力因子(如InlA、InlB、Ami自溶素)、免疫通路(TLR-2/6、IFN-γ、IL-6Rα信号)及细胞防御机制(巨噬细胞、中性粒细胞功能),为李斯特菌病的防控提供理论依据。

  
General characteristics of L. monocytogenes
单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)是一种革兰阳性、无芽孢、过氧化氢酶阳性且氧化酶阴性的兼性厌氧杆菌,靠周生鞭毛在30°C以下温度运动。该菌属包含约17个物种,其中L. monocytogenes是主要的人类病原体,通过污染食物引发李斯特菌病,尤其对孕妇、新生儿和免疫低下人群构成威胁。其致病性依赖于多种毒力因子,如内化素(InlA、InlB)、自溶素(Ami、p60)和肌动蛋白聚合蛋白(ActA),这些因子共同促进细菌入侵、细胞内复制和细胞间传播。
L. monocytogenesin clinical and non-clinical human isolates**
感染剂量是疾病发生的关键因素:健康人群需107–109 CFU,高风险人群仅需105–107 CFU。全球范围内人类侵袭性感染罕见(美国年发病率约5例/百万人),但粪便样本中检出率达10–20%。李斯特菌病表现为脑膜炎、败血症或妊娠相关感染,死亡率高。全基因组测序(WGS)和多基因座序列分型(MLST)用于分析菌株克隆结构,常见高毒力克隆包括CC1、CC2、CC4、CC5、CC6、CC8、CC9、CC16和CC121。
L. monocytogenesinfection in vitrocellular models**
体外细胞模型揭示了细菌的入侵机制和基因表达特征。人血-脑脊液屏障(BCSFB)模型使用脉络丛乳头瘤细胞(HIBCPP),显示E-钙黏蛋白(Ecad)和受体酪氨酸激酶Met分别作为InlA和InlB的受体,介导细菌的基底侧入侵。菌株EGD在细胞内可诱导肌动蛋白聚集并形成丝状结构,依赖ActA蛋白实现细胞间传播。自溶素Ami通过降解肽聚糖(PG)释放免疫刺激成分,增强肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白介素-6(IL-6)的产生。
Factors affecting infection
小鼠感染效率低源于InlA与鼠肠上皮Ecad的低亲和力,但过量表达InlA可增强细菌在固有层持久性和向肠系膜淋巴结(MLNs)的扩散。鼠化InlA(InlAm)通过Ecad和N-钙黏蛋白依赖机制促进内化。氨基酸替换(如N418Y)可增强InlA与Ecad结合力。细菌的细胞内运动依赖ActA和肌动蛋白组装,而自溶素调控细胞壁重塑和免疫激活。
L. monocytogenesinfection in other vertebrate models**
禽类实验中,饲喂乳酸杆菌(Lb. acidophilusLb. plantarum,剂量106–1010 CFU/kg)显著降低盲肠、皮肤、肝脏和脾脏的细菌载量。双基因减毒株(Lm-actA/inlB)用于评估疫苗潜力。斑马鱼模型显示基质金属蛋白酶-9(Mmp-9)在感染早期调控炎症反应,其缺失导致中性粒细胞募集减少和感染控制受损。
L. monocytogenesinfection in D. melanogastermodel**
果蝇幼虫感染后出现致死性感染,细菌在吞噬细胞胞质内复制并促进肌动蛋白聚合。细胞内复制和细胞间传播所需基因在昆虫细胞中同样关键。Ena/VASP家族蛋白(如Ena、VASP、Evl)调控肌动蛋白动力。果蝇通过Toll-Dorsal信号通路和肽聚糖识别蛋白(PGRP-LE)介导的自噬对抗感染,wntD基因突变会增强感染易感性。
L. monocytogenesinfection in other insect models**
大蜡螟(Galleria mellonella)模型用于研究致病性和毒力:感染106 CFU/幼虫后,半数致死时间(LT50)在瓜果培养基上短于BHI培养基。乳酸杆菌(LAB)处理可提高存活率。家蚕(Bombyx mori)幼虫为昆虫感染机制研究提供模型,自噬和细胞内模式识别受体(PRR)在防御中起核心作用。
Cellular innate immunity
小鼠巨噬细胞分为组织驻留型和骨髓来源型,通过受体识别病原体并启动炎症反应,招募中性粒细胞和单核细胞至感染部位。发育调控GTP结合蛋白-2(DRG-2)是先天免疫应答的关键调节因子。集落刺激因子-1(CSF-1)缺陷增加妊娠早期子宫感染风险,导致胚胎丢失。中性粒细胞比单核细胞更有效吞噬和杀灭细菌,但单核细胞更擅长产生细胞因子(如IL-12),并通过TNF-α和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)抑制T细胞激活。Toll样受体(TLR-2与TLR-6协作识别革兰阳性菌肽聚糖,触发细胞因子反应。
Innate immune response in other animal hosts
昆虫模型中,自噬是抵御细胞内病原体的核心机制。果蝇PGRP-LE介导的识别激活自噬通路。斑马鱼mmp-9基因调控中性粒细胞募集和感染控制。这些模型揭示了进化保守的免疫机制。
Concluding remarks and open questions
本研究全面分析了L. monocytogenes的微生物学特性和宿主互作机制,强调了临床与食源菌株的致病性差异,肯定了体外和动物模型(如果蝇、蜡螟)在揭示毒力因子和免疫通路中的价值。未来研究需深入探索菌株适应性进化、免疫逃逸策略及跨物种传播机制。
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