综述:利用沙门氏菌靶向三型分泌系统(T3SS):创新抗菌疗法的潜在候选

【字体: 时间:2025年05月17日 来源:Indian Journal of Microbiology 2.1

编辑推荐:

  本综述聚焦多重耐药(MDR)细菌难题,探讨以三型分泌系统(T3SS)为靶点的抗毒力策略。介绍 T3SS 结构功能、组装可视化及现有小分子、肽、抗体抑制手段,提及动物模型研究及疫苗开发,还讨论沙门氏菌中 T3SS 分子机制,展现其作为创新抗菌疗法的潜力。

  

多重耐药细菌危机与抗毒力策略的提出


21 世纪全球公共卫生面临严峻挑战,多重耐药(MDR)细菌菌株的出现与快速进化愈发威胁人类健康。现有抗生素耐药性的产生迫使科学界寻求新型作用机制的临床靶点,抗毒力策略应运而生 —— 其核心在于解除病原菌武装,靶向攻击毒力因子而非细菌生长本身,从而规避传统抗生素的耐药诱导问题。

三型分泌系统(T3SS)的生物学特性与功能


三型分泌系统(T3SS)是革兰氏阴性病原菌中关键的毒力装置,广泛存在于沙门氏菌、大肠杆菌等致病菌中。它如同精密的 “注射针筒”,通过跨细菌内外膜的多蛋白复合物,将效应蛋白直接注入宿主细胞胞质,干扰宿主免疫应答并促进细菌定植与扩散。T3SS 的组装过程高度复杂,涉及基底盘(basal body)、针状结构(needle)、转运装置(translocon)等多组件的有序装配,其结构完整性直接决定病原菌的致病性。

T3SS 的可视化研究与抑制剂开发


对 T3SS 的结构解析依赖于冷冻电镜(cryo-EM)、X 射线晶体学等先进技术,这些手段揭示了其纳米级组装的分子机制。目前针对 T3SS 的抑制剂开发主要集中于三个方向:

  • 小分子化合物:通过竞争性结合 T3SS 组件(如针状蛋白或分泌通道蛋白),阻断效应蛋白的分泌路径。例如,某类喹啉衍生物可靶向 T3SS 的 ATP 酶活性位点,抑制能量供应从而干扰分泌过程。
  • 肽类抑制剂:模拟宿主细胞受体或 T3SS 组件的相互作用界面,设计短肽干扰组件间的识别与组装。研究显示,靶向沙门氏菌 T3SS 针状蛋白 N 端结构域的合成肽,可显著降低细菌对宿主细胞的侵袭力。
  • 单克隆抗体:利用抗体的高特异性,靶向 T3SS 表面暴露的抗原表位,阻止其与宿主细胞受体结合。针对志贺氏菌 T3SS 针状蛋白的单克隆抗体,已在小鼠模型中展现出抑制感染扩散的效果。

动物模型研究与疫苗开发进展


在动物模型评估中,多种 T3SS 抑制剂显示出良好的治疗潜力。例如,某小分子抑制剂在沙门氏菌感染的小鼠模型中,可将细菌负荷降低 2 个对数级,同时显著减轻肠道炎症病理损伤。疫苗研发方面,以 T3SS 组件(如基底盘蛋白或针状蛋白)为抗原的亚单位疫苗正在进行临床前研究,其诱导的特异性抗体可中和病原菌的分泌能力,为预防感染提供新途径。

沙门氏菌中 T3SS 的分子机制解析


以沙门氏菌为研究对象,其 T3SS(如 SPI-1 和 SPI-2 编码的系统)在感染不同阶段发挥关键作用:SPI-1 介导肠道上皮细胞的初始侵袭,通过分泌效应蛋白如 SipA、SopE 等破坏宿主细胞骨架;SPI-2 则在胞内复制阶段发挥作用,通过抑制吞噬体 - 溶酶体融合创造胞内生存微环境。深入研究这些机制有助于发现新的药物作用节点,例如调控 T3SS 基因表达的转录因子(如 HilA、PhoP/Q)已成为潜在的协同干预靶点。

T3SS 靶向疗法的前景与挑战


现有研究表明,T3SS 抑制剂有望开辟抗菌治疗新领域:其抗毒力机制不直接杀伤细菌,理论上可降低耐药性产生风险;同时,针对保守的 T3SS 结构设计广谱抑制剂,可能突破单一病原菌限制。然而,挑战依然存在 ——T3SS 在部分细菌中的必需性(如耶尔森氏菌)可能限制抑制剂的治疗窗口,且体内递送效率、毒性评估等仍需进一步优化。未来,结合结构生物学、人工智能药物设计与系统生物学方法,有望加速 T3SS 靶向药物的临床转化,为应对耐药菌危机提供创新解决方案。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号