血浆中脂磷壁酸（LTA）和脂多糖（LPS）阳性胞外囊泡的动态分析：细菌感染诊断与预后的新型生物标志物

这篇研究通过免疫电镜（IEM）和纳米流式细胞术（nano-FCM）证实了革兰氏阳性菌胞质膜囊泡（CMVs）携带LTA、革兰氏阴性菌外膜囊泡（OMVs）携带LPS的特征，并量化了血浆中LTA+/LPS+胞外囊泡（EVs）的动态变化。研究发现，感染模型中LTA+/LPS+ EVs水平显著升高，与炎症标志物（如IL-6、CRP）正相关，且能区分细菌与非细菌感染、革兰氏阳性与阴性菌感染，为早期诊断和疗效监测提供了新策略。

　　

1 背景

细菌感染是全球发病和死亡的主要原因，但现有诊断技术（如血培养、PCR）存在耗时长或灵敏度不足等问题。近年来，细菌分泌的胞外囊泡（EVs）因其携带病原特异性成分（如LPS、LTA）且稳定性高，成为潜力巨大的生物标志物。本研究利用纳米流式细胞术（nano-FCM）在单颗粒水平解析血浆中LTA⁺/LPS⁺ EVs的动态变化，探索其在感染进程中的临床意义。

2 结果

2.1 LPS/LTA在OMVs/CMVs中的表达特征

通过密度梯度离心分离^大肠杆菌（E. coli）OMVs和^{金黄色葡萄球菌}（S. aureus）CMVs，纳米流式检测显示：革兰氏阴性菌OMVs中LPS⁺ EVs占比24.8%~40.2%，而革兰氏阳性菌CMVs中LTA⁺ EVs占比30.6%~48.3%，显著高于哺乳动物细胞来源EVs（<1.7%）。免疫电镜（IEM）进一步验证了LPS/LTA在相应EVs上的特异性分布。

2.2 LPS⁺/LTA⁺ EVs与宿主细胞的互作

将LPS⁺ OMVs或LTA⁺ CMVs与小鼠巨噬细胞共孵育12小时后，ELISA检测显示细胞上清中IL-6和TNF-α水平显著升高（p < 0.001），qPCR证实炎症相关基因表达上调，表明这些EVs可激活免疫反应。

2.3 感染动物模型中LTA⁺/LPS⁺ EVs的动态变化

在肺炎、脑膜炎和血流感染小鼠模型中，感染组血浆LTA⁺/LPS⁺ EVs水平均高于对照组，且血流感染组升高更显著。皮肤侵袭性感染模型显示，LTA⁺/LPS⁺ EVs在细菌入血前2~4小时即开始上升，早于炎症标志物（CRP、IL-6）8~10小时，提示其作为早期感染预警指标的潜力。

2.4 临床样本验证

78例临床血液样本分析显示：S. aureus血流感染患者LTA⁺ EVs水平显著高于其他组，而E. coli感染组LPS⁺ EVs占比突出。ROC曲线分析表明，LPS⁺ EVs诊断革兰阴性菌血症的AUC达0.9350（灵敏度90%~95%）。动态监测5例患者发现，LTA⁺/LPS⁺ EVs比例与体温、WBC计数同步变化，且抗生素治疗后显著下降。

3 讨论

尽管技术挑战（如EVs异质性）仍需解决，但LTA⁺/LPS⁺ EVs的快速检测（3小时内）、高灵敏度（单颗粒分辨率）和病原分型能力，为细菌感染诊断提供了超越传统方法的优势。未来需扩大临床样本验证，并探索EVs释放机制与宿主互作的分子通路。

4 实验方法

研究采用密度梯度离心分离EVs，通过纳米流式细胞术定量分析，结合IEM、ELISA和qPCR等多技术联用，确保数据可靠性。动物实验经上海交通大学医学院伦理委员会批准（IACUC-2022-Mi-205），临床样本使用符合伦理豁免条款（RA-2024-306）。