双重透明质酸酶基因hysA和hysAνSaβ可加重MRSA ST398引起的皮肤感染

《ACS Infectious Diseases》：Dual Hyaluronidase Genes hysA and hysAνSaβ Enhance MRSA ST398 Skin Infection

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）ST398携带的透明质酸酶基因簇hysA和hysAνSaβ在菌株中占比达18.3%，且与IS21和IS3形成水平转移结构。感染模型显示携带双基因的野生株在小鼠皮肤感染中形成更大脓肿，诱导更高水平促炎细胞因子（IL-1β、IL-6、CCL5）及中性粒细胞浸润。体外实验表明，双基因敲除株在透明质酸培养基中生长受限，伴随氨基酸代谢通路改变及OXPHOS通路激活，提示基因冗余性对致病性和宿主代谢的协同调控作用。

　　

耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌（MRSA）ST398携带两个透明质酸酶基因：hysA及其同源基因hysA^νSaβ，后者位于νSaβ基因岛上。然而，hysA^νSaβ的普遍存在及其对毒力的贡献仍不明确。本研究发现，在NCBI数据库中，18.3%（4707/25,752）的金黄色葡萄球菌含有hysA^νSaβ基因，其中ST398是最常见的序列类型（30.9%，1457/4707）。在ST398中，hysA^νSaβ基因被IS21和IS3所包围，不同菌株间的核苷酸同源性超过99.0%，表明该基因是通过水平转移获得的。在小鼠皮肤感染模型中，同时携带hysA和hysA^νSaβ的野生型ST398 MRSA菌株形成的脓肿明显大于缺少其中一个或两个透明质酸酶基因的等基因型突变体。野生型菌株感染导致细菌载量增加，并持续释放趋化因子（CCL5、CXCL1、CCL4）和促炎细胞因子（IL-1β、IL-6、IL-33），从而引发长时间的中性粒细胞募集和严重的炎症反应。此外，hysA和hysA^νSaβ还能增强MRSA ST398在RAW 264.7巨噬细胞和中性粒细胞内的存活能力。体外实验表明，双基因敲除菌株（ΔhysA-ΔhysA^νSaβ）以透明质酸（HA）为唯一碳源时生长缓慢，同时细胞内特定氨基酸（脯氨酸、缬氨酸、苏氨酸和苯丙氨酸）积累增加，氨基酸生物合成途径受到抑制。与未感染的对照组相比，感染ΔhysA-ΔhysA^νSaβ的RAW 264.7巨噬细胞表现出氧化磷酸化（OXPHOS）途径的显著上调，这可能说明其具有更强的细胞代谢和炎症反应能力，有助于清除细菌。我们的研究结果强调了hysA和hysA^νSaβ在MRSA ST398致病过程中的功能冗余性，提示这些透明质酸酶可能是抗葡萄球菌治疗的潜在靶点。