综述:巨噬细胞内金黄色葡萄球菌在骨髓炎中的存活机制

【字体: 时间:2025年09月02日 来源:Virulence 5.4

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  这篇综述深入探讨了金黄色葡萄球菌(S. aureus)如何通过调控巨噬细胞极化(M1/M2表型转换)、形成生物膜(biofilm)和小菌落变异体(SCVs)等策略,在骨髓炎中实现胞内免疫逃逸和慢性感染,为靶向宿主-病原体互作的治疗提供了新思路。

  

巨噬细胞内的隐秘生活:从表面定植到胞内幸存

当Alexander Ogston在19世纪首次描述金黄色葡萄球菌(S. aureus)时,这种传统认为的胞外病原体已被发现能在巨噬细胞内长期潜伏。骨髓炎中的S. aureus通过驱动巨噬细胞从促炎杀菌的M1样状态向抗炎修复的M2样表型转化,创造有利于细菌存活的微环境。这种极化不仅抑制免疫清除,还促进骨破坏与修复失衡。

骨组织的攻防战

骨髓炎中,S. aureus通过纤维连接蛋白结合蛋白(FnBPs)粘附骨基质,激活宿主MAPK信号通路促进细胞侵袭。在低氧的骨组织中,细菌形成生物膜并转化为代谢缓慢的小菌落变异体(SCVs),抵抗吞噬溶酶体杀伤。同时,细菌毒素如Pantone-Valentine杀白细胞素(PVL)通过C5a受体破坏破骨细胞膜,而TNF-α和TRAIL(TNF相关凋亡诱导配体)则诱导成骨细胞凋亡,导致RANKL/RANK信号介导的骨吸收加剧。

巨噬细胞的"双面人生"

感染初期,M1样巨噬细胞通过NF-κB通路分泌IL-6、ROS等促炎因子,但S. aureus通过Agr群体感应系统激活STAT3/STAT6信号,促使巨噬细胞向M2样表型转化。这种极化在生物膜微环境中尤为显著——葡萄糖剥夺迫使巨噬细胞转向氧化磷酸化代谢,进一步强化免疫抑制。值得注意的是,M2样巨噬细胞虽促进组织修复,却会通过分泌IL-10等因子抑制抗菌功能,形成慢性感染恶性循环。

治疗新靶点:重编程免疫微环境

当前研究聚焦于干预巨噬细胞极化关键节点:抑制Agr系统可减少α-溶血素等毒素释放;靶向自噬通路(如LC3相关吞噬)能恢复胞内杀菌能力;而MIF(巨噬细胞迁移抑制因子)拮抗剂可阻断炎症放大回路。联合靶向治疗(如克林霉素+极化调节剂)在动物模型中已显示出协同清除胞内菌的效果,为临床突破提供可能。

未解之谜与未来方向

尽管机制研究取得进展,SCVs在骨组织中的复苏触发因素、生物膜基质如何精确调控巨噬细胞代谢重编程等问题仍需探索。利用单细胞测序解析感染部位巨噬细胞异质性,或将成为揭示治疗抵抗机制的关键。

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