近日，瑞士巴塞爾大學(xué)的一個(gè)研究小組現(xiàn)在《細(xì)胞》上發(fā)表了一項(xiàng)顛覆認(rèn)知的重大研究成果——導(dǎo)致霍亂的細(xì)菌病原體在免疫細(xì)胞上形成了一種新型的細(xì)菌群落：一種對(duì)細(xì)胞具有致命性的侵略性生物膜。

論文首頁(yè)截圖

       瑞士巴塞爾大學(xué)Knut Drescher博士領(lǐng)銜的研究的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，霍亂弧菌會(huì)貼著免疫細(xì)胞表面大量增殖，包圍免疫細(xì)胞，然后在免疫細(xì)胞四周形成一層生物膜，并往里面分泌細(xì)胞毒素——溶血素，殺死免疫細(xì)胞，隨后散開(kāi)。最讓人震驚的是，免疫細(xì)胞破裂之后釋放的細(xì)胞液，會(huì)促進(jìn)霍亂弧菌的增殖！

       我們?cè)谌粘Ｉ钪袝?huì)遇到這樣的生物膜，例如，口腔中的牙菌斑，水中石頭上的粘稠膜，甚至是我們腸道菌群的一部分。細(xì)菌生物膜本質(zhì)上對(duì)抗生素具有耐受性，當(dāng)它們?cè)谥踩胛铩?dǎo)管或手術(shù)器械上定植時(shí)，可能在臨床環(huán)境中構(gòu)成重大威脅。這種定植使病原體滲入我們的身體，引發(fā)免疫系統(tǒng)和抗生素難以對(duì)抗的感染。

       以前，人們認(rèn)為細(xì)菌形成生物膜是為了保護(hù)自己。由巴塞爾大學(xué)生物中心的Knut Drescher教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在他們最近發(fā)表的研究中證明，細(xì)菌在免疫細(xì)胞表面形成生物膜。這種以前未知的群落類(lèi)型與已知的細(xì)菌生物膜不同，不僅在結(jié)構(gòu)上，而且在功能上：這種生物膜不是起到保護(hù)作用，而是具有攻擊性。

       用Drescher團(tuán)隊(duì)的話(huà)說(shuō)，霍亂弧菌顛覆了人類(lèi)免疫細(xì)胞作為獵食者和細(xì)菌作為獵物的典型關(guān)系。

       為了更好地理解免疫細(xì)胞上生物膜的形成，研究人員專(zhuān)注于一種特定類(lèi)型的吞噬細(xì)胞，即所謂的巨噬細(xì)胞。文章一作Lucia Vidakovic解釋說(shuō)，“偶然遇到巨噬細(xì)胞的細(xì)菌會(huì)用一種‘觸角’附著在細(xì)胞表面，隨后，細(xì)菌開(kāi)始分裂并纏繞它們的觸角狀附屬物。”因此，這種生物膜的細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)與以前已知的結(jié)構(gòu)有著根本的不同，在以前的生物膜中，細(xì)菌通常被嵌入由糖和蛋白質(zhì)組成的粘液基質(zhì)中。

       免疫細(xì)胞上的生物膜是一種進(jìn)攻性的而不是防御性的策略

       隨著時(shí)間的推移，霍亂病原體產(chǎn)生的生物膜完全包裹巨噬細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。“細(xì)菌群落主動(dòng)攻擊并殺死免疫細(xì)胞。然而，我們最初并不了解確切的機(jī)制，為了解開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)，我們仔細(xì)調(diào)查了霍亂病原體產(chǎn)生的所有14種已知毒素，最終確定溶血素是罪魁禍?zhǔn)住！边@種毒素在免疫細(xì)胞的保護(hù)膜上形成毛孔，從而殺死它們。

       霍亂是一種危及生命的傳染病，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的腹瀉。由于人類(lèi)是霍亂病原體的唯一宿主，科學(xué)家們建立了人類(lèi)腸道類(lèi)器官模型。利用這個(gè)模型，他們可以證明霍亂弧菌在定殖和破壞人體腸道屏障后能夠在巨噬細(xì)胞上形成致命的生物膜。

       Knut Drescher補(bǔ)充說(shuō):“這種細(xì)菌采用的新型攻擊策略可以顯著影響霍亂感染的進(jìn)展。下一步，我們的目標(biāo)是探索其他病原體是否也會(huì)形成這種具有侵略性的生物膜。破譯細(xì)菌病原體的策略對(duì)于開(kāi)發(fā)對(duì)抗它們的新方法至關(guān)重要。”

       文章參考：

       Biofilm formation on human immune cells is a multicellular predation strategy of Vibrio cholerae