I型和II型菌毛在肺炎链球菌性脑膜炎的发病机制中，介导肺炎链球菌跨血脑屏障细胞的转运过程

《BMC Microbiology》：Type I and II pili mediate transcytosis of Streptococcus pneumoniae across blood-brain barrier cells in the pathogenesis of pneumococcal meningitis

　　

摘要

背景

肺炎链球菌是一种常见的病原体，可引发肺炎和中耳炎，同时也是人类细菌性脑膜炎的最主要致病菌。先前的研究表明，肺炎链球菌菌株可以是无菌毛的、具有I型菌毛的和/或具有II型菌毛的，而肺炎链球菌的菌毛能够促进其在宿主体内的附着并引发炎症。然而，肺炎链球菌菌毛在通过人体血脑屏障（BBB）迁移到脑部从而引发脑膜炎的过程中所起的作用尚不清楚。

结果

由于目前没有标准的、含有编码I型和II型菌毛相关基因的全基因组序列的肺炎链球菌菌株，因此从一名脑膜炎患者身上分离出一种血清型19F的肺炎链球菌菌株SP007，该菌株同时具有编码I型和II型菌毛的基因，并对其全基因组DNA序列进行了测序（GenBank: CP096809）。肺炎链球菌 SP007拥有一个独特的嵌合rrgA-B基因，用于编码I型菌毛，以及一个常见的pitB基因，用于编码II型菌毛。敲除rrgA-B或pitB基因后，肺炎链球菌对人类血脑屏障来源的脑微血管内皮细胞（HBMECs）、脑血管周细胞（HBVPs）和星形胶质细胞（HAs）的侵袭能力显著减弱，并且肺炎链球菌穿过这三层细胞的跨细胞转运能力也受到抑制。通过互补rrgA-B和pitB基因，肺炎链球菌的致病性得以恢复，包括其对血脑屏障来源细胞的侵袭能力和穿过这三层细胞的跨细胞转运能力。rrgA-B和pitB基因共同参与了肺炎链球菌的致死毒性，并在小鼠中引发了典型的脑膜炎组织病理变化。特别是，在所有测试的肺炎链球菌菌株中，肺炎链球菌 SP007在HBMECs、HBVPs和HAs中的增殖能力最为强大。

结论

I型和II型菌毛均能介导肺炎链球菌对人类血脑屏障来源细胞的侵袭，并促进肺炎链球菌穿过血脑屏障的转运，从而在小鼠中促进脑膜炎的发展。这些发现强调了菌毛介导的侵袭和转运在肺炎链球菌穿透血脑屏障过程中的重要作用，并为肺炎链球菌脑膜炎的发病机制提供了新的见解。

背景

肺炎链球菌是一种常见的病原体，可引发肺炎和中耳炎，同时也是人类细菌性脑膜炎的最主要致病菌。先前的研究表明，肺炎链球菌菌株可以是无菌毛的、具有I型菌毛的和/或具有II型菌毛的，而肺炎链球菌的菌毛能够促进其在宿主体内的附着并引发炎症。然而，肺炎链球菌菌毛在通过人体血脑屏障（BBB）迁移到脑部从而引发脑膜炎的过程中所起的作用仍不清楚。

结果

由于目前没有标准的、含有编码I型和II型菌毛相关基因的全基因组序列的肺炎链球菌菌株，因此从一名脑膜炎患者身上分离出一种血清型19F的肺炎链球菌菌株SP007，该菌株同时具有编码I型和II型菌毛的基因，并对其全基因组DNA序列进行了测序（GenBank: CP096809）。肺炎链球菌 SP007拥有一个独特的嵌合rrgA-B基因，用于编码I型菌毛，以及一个常见的pitB基因，用于编码II型菌毛。敲除rrgA-B或pitB基因后，肺炎链球菌对人类血脑屏障来源的脑微血管内皮细胞（HBMECs）、脑血管周细胞（HBVPs）和星形胶质细胞（HAs）的侵袭能力显著减弱，并且肺炎链球菌穿过这三层细胞的跨细胞转运能力也受到抑制。通过互补rrgA-B和pitB基因，肺炎链球菌的致病性得以恢复，包括其对血脑屏障来源细胞的侵袭能力和穿过这三层细胞的跨细胞转运能力。rrgA-B和pitB基因共同参与了肺炎链球菌的致死毒性，并在小鼠中引发了典型的脑膜炎组织病理变化。特别是，在所有测试的肺炎链球菌菌株中，肺炎链球菌 SP007在HBMECs、HBVPs和HAs中的增殖能力最为强大。

结论

I型和II型菌毛均能介导肺炎链球菌对人类血脑屏障来源细胞的侵袭，并促进肺炎链球菌穿过血脑屏障的转运，从而在小鼠中促进脑膜炎的发展。这些发现强调了菌毛介导的侵袭和转运在肺炎链球菌穿透血脑屏障过程中的重要作用，并为肺炎链球菌脑膜炎的发病机制提供了新的见解。