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综述:铜绿假单胞菌生物膜中的免疫系统动态
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:npj Biofilms and Microbiomes 7.8
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这篇综述深入探讨了铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)生物膜与宿主免疫系统的复杂互作机制,系统梳理了先天免疫(TLRs、补体系统)和适应性免疫(Th17、sIgA)的应答特征,并评述了单克隆抗体(mAbs)、疫苗等新兴治疗策略。作者特别强调了生物膜基质(EPS)通过藻酸盐(alginate)等成分介导的免疫逃逸现象,为慢性伤口、囊性纤维化(CF)和呼吸机相关肺炎(VAP)等难治性感染提供了新的干预思路。
铜绿假单胞菌生物膜与宿主的免疫攻防战
铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)作为机会性病原体,其生物膜形成能力是导致慢性感染的核心因素。这种由胞外聚合物(EPS)构建的三维结构,包含藻酸盐(alginate)、Psl和Pel等多糖成分,不仅阻碍抗生素渗透,更通过多重机制干扰宿主免疫清除。
先天免疫的围剿与突破
当生物膜形成时,中性粒细胞作为先锋部队迅速聚集感染部位,通过呼吸爆发(ROS)和吞噬作用发起攻击。但研究显示,直径超过5μm的细菌聚集体可逃避吞噬,而生物膜分泌的鼠李糖脂(rhamnolipids)直接诱导中性粒细胞坏死。更狡猾的是,组氨酸激酶LadS/PA0034系统能感知ROS信号,下调菌毛蛋白cupA表达,降低细菌粘附性以逃逸免疫捕获。

巨噬细胞同样陷入苦战。生物膜来源的膜囊泡(b-MVs)比浮游态MVs更能刺激IL-1β、IL-6等促炎因子释放,但EPS基质阻碍了吞噬效率。在囊性纤维化(CF)患者肺部,持续的免疫激活导致组织破坏——中性粒细胞释放的弹性蛋白酶和活性氧簇(ROS)形成恶性循环,而酸性环境又使抗菌肽(AMPs)失活。
模式识别受体(PRRs)的侦察系统也遭遇干扰。虽然TLR5在CF患者中性粒细胞中高表达,但生物膜通过藻酸盐遮蔽脂多糖(LPS),使TLR4无法有效识别病原。胞外DNA(eDNA)的Z型结构抵抗DNase I降解,进一步巩固了生物膜的物理屏障。
适应性免疫的持久战
树突细胞(DCs)在启动适应性免疫中扮演关键角色。动物模型显示,肺部DCs在感染2天即被激活(CD80/CD86表达上调),但铜绿假单胞菌的群体感应(QS)分子会抑制IL-12分泌,促进免疫抑制性IL-10产生,削弱Th1应答。CF患者中,Th2/Th17反应占主导地位,IL-17刺激G-CSF分泌,持续招募中性粒细胞加剧炎症。
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