探究难治性螺旋体致病机制与慢性感染管理困境的创新策略

【字体: 时间:2025年08月19日 来源:Annual Review of Microbiology 9.9

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  这篇综述系统梳理了三大致病性螺旋体(钩端螺旋体Leptospira、伯氏疏螺旋体Borrelia burgdorferi和梅毒螺旋体Treponema pallidum)的独特致病机制,揭示了其通过鞭毛运动(endoflagella)、免疫逃逸(如CRASPs、VlsE抗原变异)和宿主适应(如RpoS调控)等策略建立慢性感染的共性特征。文章重点探讨了当前诊断技术(MAT/FTA-ABS/ELISA)和疫苗开发的瓶颈,提出了整合基因组学(CRISPR/Cas9)、异源表达系统和活体成像(IVIS)等前沿技术的研究方向,为开发靶向治疗(如MTA/SAH核苷酶抑制剂)提供了理论框架。

  

SPIROCHETAL TRANSMISSION AND RESULTING DISEASES

钩端螺旋体(Leptospira interrogans)通过污染水源经皮肤伤口入侵,其4.58 Mb基因组编码非典型LPS(脂多糖)使其能在环境中长期存活。独特的LIC13411等黏附素通过结合VE-cadherin(血管内皮钙黏蛋白)促进多器官定植,而肾脏近曲小管成为免疫豁免区。相较之下,伯氏疏螺旋体(B. burgdorferi)依赖蜱媒传播,7 μm/s的螺旋运动速度使其能逃脱中性粒细胞(2-21 μm/min)追捕,其分段基因组中线性/环状质粒编码的OspA-OspC转换系统(RpoN→RpoS)调控蜱-宿主转换。梅毒螺旋体(T. pallidum)则以2 μm/s的缓慢运动穿透黏膜屏障,1.14 Mb精简基因组缺乏典型毒力因子,但TP0751蛋白酶消化细胞连接促进血行播散。

SPIROCHETE VIRULENCE AND HOST IMMUNE RESPONSES

钩端螺旋体LipL32通过TLR2/CD14触发IL-6风暴导致肾损伤,而LPS结构变异(DAG骨架)致使人TLR4无响应。伯氏疏螺旋体则展现"分子人格分裂":外膜蛋白Bgp兼具GAG(糖胺聚糖)结合与MTA/SAH核苷酶活性,三套同工酶分布胞内外实现腺嘌呤 salvage 通路;VlsE位点动态重组产生1030种变异体逃避抗体识别。梅毒螺旋体"隐形衣"策略更极致:TP0435黏附素随机表达,TP0897(TprK)β桶状porin通过抗原变异模拟宿主蛋白,其外膜蛋白密度仅为革兰氏阴性菌的1%。

APPROACHES TO STUDY PATHOGENIC SPIROCHETES

突破性技术包括:1)钩端螺旋体CRISPR/Cas9编辑系统实现LIC10778等毒力基因无痕敲除;2)伯氏疏螺旋体荧光报告系统(萤光素酶/luciferase)活体示踪显示C3H/HeJ小鼠(TLR4缺陷型)中枢神经优先定植;3)梅毒螺旋体与Sf1Ep细胞共培养体系维持>3年传染性,首次实现TP0548假基因位点卡那霉素抗性标记插入。异源表达平台如非致病L. biflexa表达钩端螺旋体LigB,或伯氏疏螺旋体展示梅毒TP0954胎盘黏附素,成为功能验证利器。

DIAGNOSTICS, TREATMENTS AND PREVENTATIVE MEASURES

诊疗困境呈现"三重矛盾":1)梅毒VDRL/RPR检测假阳性率高而TPPA操作复杂;2)钩端螺旋体MAT分型需本地流行株匹配;3)莱姆病Western blot双标准(IgM/IgG)致30%假阴性。治疗方面,青霉素G benzathine仍是梅毒金标准,但2015-2017年短缺引发疫情反弹;伯氏疏螺旋体对β-内酰胺类敏感,但10%患者出现PTLDS(抗生素后莱姆病综合征);钩端螺旋体则面临多西环素(doxycycline)Herxheimer反应风险。疫苗开发曙光初现:伯氏疏螺旋体OspA-OspC嵌合疫苗在犬类成功,梅毒TP0751兔模型实现无菌免疫,而口服鼠靶向疫苗LymeShield获USDA有条件批准。

CONCLUDING REMARKS AND FUTURE PERSPECTIVES

未来突破点在于:1)利用冷冻电镜解析TP0751-C4b结合蛋白互作界面;2)开发靶向Bgp核苷酶活性位点(如5'-methylthioadenosine类似物)的小分子抑制剂;3)探索STI-PrEP(暴露前预防)中多西环素对梅毒阻断效果。这些策略或将破解螺旋体"高机动性-低可视性-强适应性"的进化三联征,为终结其千年致病史提供钥匙。

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