沙雷氏菌荚膜谱系感染特征解析：唾液酸化多糖在菌血症与巨噬细胞逃逸中的关键作用

这篇研究深入探讨了临床相关病原体粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）不同荚膜谱系（KL1-KL5）的感染特性。通过动物模型（尾静脉注射和肺炎继发菌血症）和细胞实验，揭示了唾液酸化荚膜多糖（KL1/KL2）通过抵抗巨噬细胞内化、增强血清抗性及器官定植能力，驱动临床菌株适应性进化的机制，为靶向治疗提供了新方向。

　　

ABSTRACT

粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）是医院获得性感染的重要病原体，可引发菌血症和肺炎等严重疾病。其荚膜多糖（CPS）作为菌血症适应性决定因子，存在显著的遗传多样性。本研究聚焦KL1-KL5五种荚膜谱系，通过尾静脉注射（TVI）和肺炎继发菌血症模型，揭示临床菌株（KL1-KL4）依赖CPS实现脾脏、肝脏和肾脏的定植，而环境来源的KL5菌株感染能力较弱。血清杀菌实验证实，KL1-KL4 CPS可提供至少6倍的血清抗性。值得注意的是，唾液酸化KL1/KL2 CPS通过抑制骨髓源性巨噬细胞（BMDM）内化增强免疫逃逸，而KL3/KL4非唾液酸化CPS虽对感染必要但无此特性。

INTRODUCTION

粘质沙雷氏菌的临床谱系（如KL1/KL2）富含耐药基因和唾液酸化CPS（KDN/Neu5Ac），与环境菌株形成鲜明对比。前期研究发现KL1 CPS通过Wzi蛋白锚定表面，但其跨谱系功能异质性尚不明确。本研究通过比较基因组学筛选代表性菌株，探究CPS在感染不同阶段的贡献。

RESULTS

器官定植与CPS依赖性
TVI模型显示，KL3临床分离株UMH7在所有器官中定植能力最强，而KL5环境株ATCC 13880定植最弱。通过构建CPS_v缺失突变体，发现KL1-KL4突变株在混合感染中竞争指数（CI）显著降低（P<0.01），而KL5突变株无差异。血清暴露实验进一步验证KL1-KL4 CPS的抗吞噬作用。

肺炎模型中的双重作用
在肺炎继发菌血症模型中，KL1-KL4 CPS缺失导致肺部和血液播散能力下降100倍以上。意外的是，ATCC 13880的KL5基因缺失虽不影响TVI感染，却在肺炎模型中削弱播散能力，提示其KL5基因可能参与肺组织适应性。

唾液酸化CPS的免疫逃逸机制
BMDM实验显示，KL1/KL2突变株内化指数较野生型提高10倍（P<0.001），而KL3-KL5无差异。通过异源表达KL2 CPS至KL4菌株，成功赋予其抗吞噬表型（P<0.01），证实唾液酸是关键效应分子。

KL克隆的局限性
尽管成功构建pBAC-KL1-KL5载体，但KL1菌株无法异源表达其他CPS，且KL1 CPS在KL3/KL4背景中分泌异常，暗示存在未知的谱系特异性调控因子。

DISCUSSION

唾液酸化CPS（KL1/KL2）与临床菌株的强关联性，提示其作为“分子伪装”协助免疫逃逸。而KL3/KL4 CPS可能通过其他机制（如补体抵抗）增强感染。研究局限性包括单菌株代表性和ATCC 13880 CPS合成缺陷的未解之谜。未来需解析CPS合成通路与宿主因子的互作网络，为针对高毒力谱系的治疗提供靶点。

MATERIALS AND METHODS

实验采用C57BL/6J小鼠和BMDM模型，通过竞争感染、硫代巴比妥酸法（唾液酸定量）和免疫荧光等技术，结合pGNS-BAC1载体进行基因互补。统计学分析采用Tukey多重检验和单样本t检验，显著性阈值设为P<0.05。