白色念珠菌与金黄色葡萄球菌协同增强毒力因子分泌及促炎效应的分子机制研究

本研究揭示了白色念珠菌（C. albicans）与金黄色葡萄球菌（S. aureus）共培养时通过Als1/Als3依赖性和pH调控机制，显著促进7种细胞溶解性、11种蛋白水解性和3种脂解性毒力因子（ECVFs）分泌，并激活巨噬细胞中TNF、NF-κB和Toll样受体等促炎通路，为临床混合感染的高致死率提供分子机制解释。

　　

白色念珠菌与金黄色葡萄球菌的协同致病机制

背景：

作为人类口腔和皮肤常见共生微生物，白色念珠菌（C. albicans）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）在免疫低下个体中可转化为致命病原体。临床数据显示，两者共感染显著增加血流感染（BSI）死亡率，但具体分子机制尚未阐明。本研究通过多组学技术系统解析了这两种病原体互作时毒力因子分泌和免疫调节的协同效应。

方法：

采用定量蛋白质组学分析了不同培养条件下（单培养、共培养、Transwell分隔培养及ALS1/ALS3基因敲除株）的分泌蛋白谱。通过人类口腔鳞状细胞（Ca9-22/HO1N1）和THP-1巨噬细胞模型，结合转录组学和基因集富集分析（GSEA）评估毒力效应。

结果与讨论：

1. 1.

   毒力因子分泌的协同增强

   共培养使白色念珠菌分泌的14种ECVFs显著增加，包括：

   • •

     依赖Als1/Als3结合的5种因子：磷脂酶B（Plb1）、天冬氨酸蛋白酶（Sap4/6）、超氧化物歧化酶（Sod5）和血红蛋白结合蛋白（Csa2）

   • •

     依赖可溶性因子的7种因子：糖苷酶（Utr2/Xog1）和细胞壁重塑蛋白（Rbe1/Rbt4）

     金黄色葡萄球菌的27种ECVFs中，α-溶血素（Hla/Hlb/Hlg）等细胞毒素分泌受念珠菌维持的中性pH驱动，而葡萄球菌蛋白酶（SspB/SplA-F）则通过pH非依赖途径上调。

2. 2.

   免疫逃逸与侵袭协同

   共培养促进白色念珠菌菌丝形成和β-葡聚糖掩蔽（Xog1上调3.2倍），同时增加金黄色葡萄球菌铁获取系统（IsdA-E）表达。透射电镜显示，这种互作使两种病原体对口腔上皮细胞的细胞毒性提升3倍（LDH释放量达92%）。

3. 3.

   巨噬细胞炎症风暴

   共培养分泌组激活THP-1巨噬细胞467个差异表达基因，显著富集于：

   • •

     经典促炎通路：TNF信号（NES=2.8）、NF-κB（NES=2.5）

   • •

     模式识别受体：TLR4（log2FC=4.1）和NOD2（log2FC=3.7）

   • •

     细胞因子网络：IL-6分泌量增加15倍

值得注意的是，ALS1/ALS3基因敲除仅使2个巨噬细胞基因表达改变，表明念珠菌的pH维持功能比物理结合对葡萄球菌毒力调控更具决定性。

讨论：

该研究首次揭示：

1）念珠菌通过Als蛋白介导的物理结合和代谢微环境重塑，分别调控自身和葡萄球菌的毒力程序；

2）共感染时产生的"毒力因子协同效应"可解释临床观察到的上皮屏障破坏和免疫细胞"特洛伊木马"传播现象；

3）针对pH调控通路或可成为混合感染治疗的新靶点。

局限性包括体外培养氧分压与体内差异，以及THP-1细胞与原代巨噬细胞的反应差异。未来研究可结合类器官感染模型进一步验证。