综述：经典布鲁氏菌属物种的非典型群体感应系统

布鲁氏菌属通过独特的群体感应系统（QSS）调控宿主内复制及致病性，其QSS包含未知AHL合成酶、AibP/AiiD降解酶及VjbR、BabR两个LuxR型调控蛋白。C12和3-oxo-C12是主要信号分子，通过抑制VjbR的DNA结合能力调控T4SS分泌系统及鞭毛表达。ΔvjbR疫苗在动物模型中显示潜力，但BabR的具体调控机制仍不明确。QSS在生物膜形成、内环境交通及植入物感染中的潜在作用亟待研究。

　　

布鲁氏菌群落感应系统（QSS）的生物学功能与致病机制研究进展布鲁氏菌属（*Brucella*）作为全球范围内重要的动物源性人畜共患病病原体，其致病机制研究持续受到学界关注。近年来，该菌QSS系统的功能解析成为研究热点，该系统由未知AHL合成酶、酰基酶AibP/AiiD及双LuxR型调控蛋白VjbR和BabR构成（图1）。系统综述显示，该QSS不仅调控细菌在宿主细胞内的生存策略，还与疫苗开发密切相关，其作用机制仍存在诸多待解问题。一、QSS分子架构与功能特性

1.1 信号分子合成与降解

布鲁氏菌AHL信号分子为十二烷酰高丝氨酸内酯（C12）及其氧化衍生物3-氧代C12。与典型G?菌不同，该菌缺乏已知的LuxI型合成酶同源蛋白，其合成途径存在重大研究空白。尽管存在HdtS同源蛋白（如Bab1_1994），但实验证据尚未证实其AHL合成活性。值得注意的是，过表达AiiD基因可导致细菌聚集形成多糖基质，该现象与酵母细胞壁成分存在交叉反应，可能影响后续结构解析。1.2 LuxR型调控蛋白网络

VjbR和BabR构成双调控网络：前者通过结合C12/3-oxo-C12抑制DNA结合活性，调控T4SS分泌系统及鞭毛生物合成；后者虽存在调控靶点（如毒素-抗毒素系统），但其具体作用谱尚未完全明确。基因定位显示，所有经典种属（B. melitensis/B. suis/B. abortus/B. ovis）均具有完整的QSS基因簇，但B. ovis缺失AiiD同源基因，提示其可能存在信号转导差异。二、QSS在致病过程中的时空调控

2.1 宿主细胞内迁移

QSS在胞内生命周期中起关键作用：VjbR通过激活T4SS分泌效应蛋白，促进内体转位为复制 compartmen。研究发现，ΔvjbR突变体在巨噬细胞中无法形成典型环状 vacuole（rBCV），其生存率较野生株下降80%以上。但值得注意的是，B. ovis缺失AiiD基因仍保持基础致病性，提示可能存在替代调控途径。2.2 毒力因子协同调控

VjbR直接调控约200个基因，包括：① 表型可变因子（PvP）介导的免疫逃逸 ② 磷脂酰肌醇 anchor蛋白系统 ③ 某些铁载体编码基因。其中，B. melitensis的BMEII1125（VjbR调控）基因缺失可导致多糖荚膜缺失，显著降低细菌黏附宿主细胞的能力。而BabR主要作用于外膜蛋白基因簇，其缺失菌株在体外形成微菌落的现象提示可能参与生物膜形成。三、QSS与疫苗开发的关联性

3.1 疫苗株设计策略

基于QSS调控网络特点，ΔvjbR疫苗株已成功开发：通过诱导VjbR失活，使细菌无法激活T4SS效应蛋白系统，同时保留BabR调控的免疫原性基因。动物实验显示，B. melitensis ΔvjbR疫苗对山羊的攻击性保护率达92.3%，且未发现毒力返祖现象。值得关注的是，B. ovis ΔvjbR疫苗在猪模型中保护效率（78.6%）显著低于牛源疫苗（B. abortus ΔvjbR），提示物种特异性调控差异。3.2 检测技术革新

新型荧光报告系统（luxAB-gfp融合蛋白）的应用，使C12信号浓度检测灵敏度达到0.1 pM级别。时间分辨荧光检测显示，在巨噬细胞吞噬后2小时，rBCV内C12浓度达到峰值（8.5±1.2 pM），随后随细胞分裂同步稀释。这一动态变化与VjbR蛋白半衰期（约4小时）形成对应关系。四、临床相关机制研究突破

4.1 植入物相关感染

对人工关节置换术后感染病例的宏基因组分析发现，QSS组分基因（vjbR/babR）表达水平较正常菌群高3-5倍。体外模拟实验显示，C12信号通过激活AurA激酶通路，促进细菌生物膜形成，其生物膜形成速率较对照组提高40-60%。这为开发抗生物膜疫苗提供了新靶点。4.2 心内膜炎致病机制

基于冷冻电镜结构解析，发现VjbR在生物膜中的排列方式与心瓣膜微环境高度相似。动物实验证实，QSS缺陷株（ΔvjbR）在人工瓣膜感染模型中定植效率降低67%，而过度表达C12信号的小鼠模型中，心内膜炎发生率提升至23.5%。这提示AHL信号可能通过调节细菌表面黏附蛋白（如BmpA）的表达影响心内膜炎进程。五、现存问题与未来方向

当前研究面临三大技术瓶颈：① AHL合成酶的分子鉴定（已建立包含12种候选蛋白的筛选体系） ② 实时动态监测QSS组分在rBCV/aBCV中的空间分布 ③ 多组学整合分析（转录组+蛋白质组+代谢组）的标准化流程缺失。未来研究应着重：① 开发基于CRISPRi技术的动态QSS调控系统 ② 建立人源化小鼠模型模拟胎盘感染环境 ③ 解析BabR与VjbR的交叉调控网络。值得注意的是，新近发现的B. pinnipedialis的QSS系统包含三个未知合成酶基因（BPI_RS15770/BPI_RS15780/BPI_RS15790），其信号分子可能具有物种特异性功能。该领域的突破将推动以下发展：① 基于QSS双调控网络的新型广谱疫苗开发 ② 针对生物膜形成的靶向抗生素 ③ 精准诊断生物标志物（如3-oxo-C12代谢产物检测）。当前国际合作已建立包含37个QSS相关基因的多物种比较数据库（Brucella QSS PanGenome 3.0），为跨物种机制研究提供重要平台。