阴道细菌-聚糖互作特征解析：揭示生殖道健康与妊娠结局的糖基化调控机制

本研究针对阴道微生物群中乳杆菌减少与早产风险升高的临床问题，通过定制糖芯片技术系统解析了阴道共生菌（如L. crispatus）与机会致病菌（如E. coli、F. nucleatum）的聚糖结合特征，发现硫酸化糖胺聚糖（GAGs）的pH依赖性结合及特定聚糖介导的细菌竞争机制，为开发基于糖结构的生殖道感染干预策略提供新靶点。

　　

在女性生殖健康领域，阴道微生物群的失衡与细菌性阴道病（BV）、早产等不良结局密切相关。尽管已知乳杆菌（如L. crispatus）的定植具有保护作用，但其与致病菌（如B族链球菌S. agalactiae）竞争的具体分子机制尚不明确。尤其令人困惑的是，为何某些聚糖结构能成为细菌粘附的"热点"，以及阴道pH梯度如何影响这一过程。这些问题的解答对开发靶向微生物组的干预措施至关重要。

伦敦帝国理工学院等机构的研究人员通过创新性糖芯片技术，首次系统描绘了阴道细菌与宿主聚糖的互作图谱。研究发现，机会致病菌（如E. coli通过FimH结合寡甘露糖N-聚糖，F. nucleatum通过Fap2识别半乳糖终止结构）具有独特的聚糖结合特征，而硫酸化糖胺聚糖（如软骨素硫酸盐CS）的pH依赖性结合揭示了生殖道微环境对菌群定植的调控作用。更关键的是，L. crispatus能竞争性抑制S. agalactiae对CS的结合，这为理解益生菌的防护机制提供了分子基础。该成果发表于《Nature Communications》，为基于糖结构的微生态调控策略开辟了新途径。

研究采用四大关键技术：1）定制糖芯片（含187种序列明确聚糖探针）全谱扫描；2）荧光标记活菌/固定菌结合实验（pH4 vs pH7）；3）流式细胞术验证阴道上皮细胞（VK2）粘附机制；4）等温滴定量热法（ITC）分析S. agalactiae透明质酸酶（Sa Hyal_767）的酶动力学。临床菌株来源于患者分离株及标准菌株库。

糖芯片设计与细菌结合谱解析
通过六组定制糖芯片系统比较了22株阴道细菌（含17株临床分离株）的结合特性。E. coli C600通过Ⅰ型菌毛特异性结合Man₅
等寡甘露糖N-聚糖，而临床分离株E. coli 900因菌毛缩短丧失该能力（电镜验证）。F. nucleatum 23726在pH7时通过Fap2粘附半乳糖终止结构（如黏蛋白核心1 O-聚糖Galβ1-3GalNAc），Δfap2突变体则丧失该能力，但保留对唾液酸化N-聚糖的结合，提示存在多粘附系统。

pH依赖性GAG结合与上皮粘附
硫酸化GAGs（如CSA、肝素）的结合呈现显著pH依赖性：L. crispatus 1398在pH4强结合CS，而F. nucleatum 23726仅在pH7结合CSA（与胎盘富集特征一致）。流式实验显示，软骨素酶ABC处理使细菌对VK2细胞的粘附率降低40-60%，且CS预处理可竞争性抑制该结合，证实CS是阴道上皮的关键细菌受体。

聚糖介导的微生物竞争
L. crispatus与S. agalactiae对CS的竞争实验显示，前者可剂量依赖性地抑制后者对CSC 14聚体的结合（抑制率>50%）。这种"糖生态位"争夺机制解释了L. crispatus优势菌群对致病菌的排斥作用。此外，S. agalactiae 767的透明质酸酶（含CBM70样结构域）特异性降解透明质酸（ITC验证K_m
=0.5mM），与其在宫颈组织的定植潜能相关。

这项研究首次在分子层面揭示了阴道细菌通过"糖密码"对话的机制：机会致病菌利用特异性聚糖结合蛋白（如FimH、Fap2）劫持宿主糖结构，而共生菌通过竞争相同受体（如CS）和创造酸性环境实现生态位防御。发现pH梯度调控的GAG结合特性，为解释阴道-宫颈-胎盘连续体中菌群分布差异提供了理论依据。更重要的是，阐明了L. crispatus通过聚糖竞争抑制S. agalactiae粘附的分子机制，这为开发糖类似物抑制剂或益生菌-聚糖协同疗法奠定了基石。未来针对血型抗原（如ABO/Lewis）与菌群互作的研究，可能为个性化早产风险评估提供新指标。