黏附蛋白Als4112通过介导角质细胞和胞外基质蛋白互作促进耳念珠菌皮肤定植的机制研究

本研究针对多重耐药真菌耳念珠菌(C. auris)在医疗环境中通过皮肤定植传播的临床难题，发现保守黏附蛋白Als4112通过双重作用机制——既结合角质细胞又识别基底膜蛋白层粘连蛋白(laminin)——介导病原体皮肤定植。研究团队通过构建ALS4112缺失株证实该蛋白对小鼠皮肤定植和系统性感染的关键作用，并创新性提出胶原蛋白I/III涂层可阻断生物被膜形成，为疫苗开发和医院感控提供新策略。

　　

近年来，耳念珠菌(Candida auris)作为"超级真菌"在全球医疗系统引发严峻挑战。这种病原体不仅对多种抗真菌药物表现出耐药性，更因其独特的皮肤定植能力成为医院感染暴发的"隐形推手"。临床数据显示，患者皮肤上的耳念珠菌可持续存在数月，甚至能在环境表面存活数周，形成难以清除的传播源。尽管已知其表面黏附蛋白在致病过程中起关键作用，但究竟哪些分子介导了皮肤特异性定植？这些蛋白如何与宿主组织相互作用？这些核心问题长期困扰着研究人员。

为破解这一难题，由Guolei Zhao领衔的国际研究团队在《Nature Communications》发表了突破性成果。研究采用多学科交叉策略，结合全基因组突变筛选、蛋白质互作分析和动物模型验证，首次系统揭示了Als4112黏附蛋白的双重功能机制。

关键技术方法包括：1) 建立人永生化角质细胞(N/TERT)体外黏附模型评估33株临床分离株的黏附差异；2) 通过农杆菌介导的插入突变(AtMT)筛选1595个突变体；3) 采用ECM Select?微阵列分析35种胞外基质蛋白结合特性；4) 构建表皮感染和系统性感染小鼠模型；5) 开发胶原涂层导管的大鼠中心静脉模型。

C.auris adheres to human keratinocyte cells
研究首先发现不同克隆株的角质细胞黏附能力存在显著差异，Clade IV分离株Chicago4表现出最强黏附性。通过免疫荧光证实耳念珠菌特异性地附着于角质细胞表面而非被内化，且不引发NF-κB炎症通路激活，提示其采用"温和"的定植策略。

Als4112 is the major adhesin mediating keratinocyte adherence
全基因组筛选锁定B9J08_004112基因编码的Als4112蛋白。该蛋白在四类克隆株中均显示保守性，其表达水平与临床分离株黏附能力呈正相关(r=0.7441)。值得注意的是，过表达ALS4112可使低黏附株AR0382达到高黏附株水平，而NDV-3A疫苗血清能阻断30%黏附作用，证实其作为疫苗靶标的潜力。

Modulating ALS4112 expression levels regulates C. auris adherence
转录组分析揭示ALS4112表达量决定菌株间黏附差异。结构解析显示Als4112具有稳定的串联重复序列，而同家族蛋白Iff0675的重复数变异较大，这解释了后者功能的不稳定性。

Als4112 mediates C. auris adhering to ECM proteins
创新性ECM微阵列实验显示耳念珠菌特异性结合层粘连蛋白、原弹性蛋白和胶原蛋白V。皮肤原位实验证实其与层粘连蛋白共定位，竞争实验表明Als4112缺失使层粘连蛋白结合率下降50%。

Als4112 facilitates C. auris colonization of host skin
小鼠表皮感染模型显示，Chicago4菌株2小时内即可定植皮肤表面，2天后深入毛囊和真皮层。ALS4112缺失使皮肤载菌量降低7倍，而人离体皮肤实验重现这一表型。

Als4112 promotes C. auris virulence during systemic infection
在免疫抑制小鼠系统性感染模型中，ALS4112缺失株使生存率从0%提升至60%，肾脏和心脏病理损伤显著减轻。值得注意的是，回补株因端粒邻近基因丢失仅部分恢复毒力，提示IFF4109等相邻基因可能协同致病。

Coating surfaces with collagen I or III inhibits C. auris colonization
基于ECM结合特性，研究发现胶原蛋白I/III涂层可使塑料表面黏附降低4-6倍，导管生物被膜形成减少6倍。这种"抗黏附"策略对四类克隆株均有效，且不影响材料生物相容性。

这项研究首次完整揭示了耳念珠菌皮肤定植的分子蓝图：Als4112通过"双锁机制"同时识别角质细胞表面受体和基底膜层粘连蛋白，这种双重靶向作用使其在皮肤生态位获得竞争优势。该发现不仅解释了临床分离株的定植差异（与ALS4112表达量正相关），更提供了双重干预策略——靶向Als4112的疫苗可阻断病原体-宿主互作，而胶原涂层材料能物理性隔绝生物被膜形成。特别是在医疗设备相关感染防控方面，研究证实胶原III涂层导管可使中心静脉导管定植量降低6倍，这种基于宿主ECM特性的"生态位干扰"策略，为遏制医院内耳念珠菌传播提供了具转化潜力的解决方案。