补体末端复合物:对抗耐药淋病的新希望

【字体: 时间:2025年04月01日 来源:mBio 5.1

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  这篇研究聚焦淋病奈瑟菌(Neisseria gonorrhoeae,Gc)。补体级联反应形成的膜攻击复合物(MAC)及 C5b - C8 复合物,能破坏 Gc 细胞膜,增强抗菌活性,使耐药菌株重新对抗生素敏感,为对抗耐药淋病提供新策略。

  

引言


补体系统是固有免疫的重要防线,在对抗病原体过程中发挥关键作用。补体激活后,会形成膜攻击复合物(MAC),它由补体蛋白 C5b 至 C8 以及聚合的 C9 组成,能在靶细胞膜上形成 10 - 11nm 的孔,直接杀灭病原体 。不过,在没有 C9 时,C5b - C8 复合物也能在膜上形成 2 - 4nm 的小孔,但其对革兰氏阴性菌的作用机制尚未完全明确。

淋病奈瑟菌(Gc)是引发淋病的病原体,全球每年新发病例众多。由于抗生素耐药问题日益严重,淋病已成为亟待解决的公共卫生难题。研究发现,补体系统与淋病感染关系密切,补体末端成分缺陷的个体对致病性奈瑟菌感染的易感性显著增加。因此,深入探究补体对 Gc 的作用机制,对开发新的治疗策略至关重要。

结果


  1. 人血清通过补体末端成分杀伤 Gc:实验人员采用血清杀菌试验(SBA)研究补体对 Gc 的作用。结果显示,Gc 对经典补体介导的杀伤敏感,其杀伤效果与血清和抗体浓度相关。通过成像流式细胞术观察到,与 IgM 和活性血清孵育的 Gc 表面有 C3b、C7 和 C9 沉积,而热灭活(HI)血清则无此现象,表明人血清可通过 MAC 依赖的方式杀伤 Gc。
  2. MAC 破坏 Gc 的外膜和内膜:研究人员利用 1 - N - 苯基萘胺(NPN)和 Sytox Green 两种荧光染料评估补体对 Gc 细胞膜的破坏情况。NPN 在 Gc 外膜被破坏后,可整合到内膜并发出荧光;Sytox Green 则在内外膜均被破坏时,与 DNA 结合发出荧光。实验结果表明,活性补体能够显著增加 NPN 和 Sytox Green 的荧光强度,证明 MAC 可破坏 Gc 的外膜和内膜。
  3. MAC 增强经典革兰氏阳性抗生素的抗菌活性:为研究 MAC 是否能增强抗菌活性,研究人员设计了改良的 SBA 实验。实验选取了通常对革兰氏阴性菌效果不佳的抗生素,如万古霉素、乳链菌肽和利奈唑胺。结果显示,活性血清可显著增强这些抗生素对 Gc 的杀伤作用,且这种增强作用依赖于 MAC,因为加入 C5 特异性抑制剂 OMCI 后,增强效果消失。通过测定最低抑菌浓度(MIC)发现,活性血清能大幅降低抗生素的 MIC,表明 MAC 可增强抗生素对 Gc 的抗菌活性。
  4. MAC 增强一线和新型抗生素对多药耐药 Gc 的活性:鉴于淋病治疗中一线抗生素耐药问题严重,研究人员以多药耐药的 H041 菌株为对象,研究 MAC 对一线和新型抗生素活性的影响。结果表明,活性血清可显著增强阿奇霉素、头孢曲松、佐利氟达星、强力霉素和庆大霉素等抗生素对 H041 菌株的杀伤作用,降低其 MIC,使多药耐药的 Gc 对这些抗生素重新敏感。
  5. C5b - C8 补体复合物促进杀菌活性并损伤 Gc 细胞膜:C5b - C8 复合物能在脂质体和真核细胞膜上形成小孔。研究发现,C9 缺失的血清仍对 Gc 具有直接抗菌活性,可破坏 Gc 的外膜和内膜。虽然 C9 的加入能增强杀菌活性,但 C5b - C8 复合物足以破坏 Gc 的细胞包膜并促进杀菌作用。
  6. 补体 C5b - C8 复合物和完整的 C5b - C9 MAC 对抗菌活性的增强存在差异:研究人员比较了 C5b - C8 和 C5b - C9 复合物对不同抗生素活性的增强作用。结果发现,阿奇霉素和头孢曲松等小分子抗生素的活性增强不依赖 C9,而溶菌酶和乳链菌肽等大分子或抗菌酶则需要完整的含 C9 的 MAC 孔才能进入细胞内发挥作用,表明 C5b - C8 和 C5b - C9 复合物根据抗生素大小不同,对其活性增强存在差异。

讨论


补体末端成分缺陷会增加个体对 Gc 和脑膜炎奈瑟菌感染的易感性,而 MAC 破坏奈瑟菌膜并增强抗菌活性的能力为对抗这些病原体提供了新方向。研究表明,MAC 不仅能直接杀菌,还能增强抗生素和宿主来源抗菌物质的活性,使多药耐药的 Gc 对治疗敏感。

MAC 增强抗菌活性的机制可能包括:外膜破坏增加抗生素在周质的浓度,进而进入细胞质;内膜破坏增强抗生素进入细胞质的能力;内膜扰动抑制依赖质子动力(PMF)的外排泵。此外,Gc 的细胞壁组成和完整性与其他革兰氏阴性菌不同,这可能是其对补体反应独特的原因。

本研究强调了补体在控制 Gc 感染中的重要性,为开发新的治疗方法提供了理论依据。未来可进一步研究补体增强抗菌活性的具体机制,以及如何利用补体系统开发更有效的治疗策略,以应对日益严重的抗生素耐药问题。

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