「研究」梅毒可通過改變單個基因來躲避免疫攻擊

「研究」梅毒可通過改變單個基因來躲避免疫攻擊
「研究」梅毒可通過改變單個基因來躲避免疫攻擊

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作者:竹子

導言:儘管梅毒仍然很容易用青黴素治療,但是在過去的二十年中,美國的感染率一直穩定增長。在2018年,美國新感染病例上升到超過115,000。全世界估計有600萬新的成人梅毒病例。梅毒感染每年導致估計300,000例胎兒和新生兒死亡。然而,儘管其作為疾病的原因很重要,但對梅毒螺旋體的生物學知之甚少。造成這種情況的原因之一是,目前還未開發出可在實驗室培養皿培養梅毒的方法。因此,許多用於研究其他細菌的實驗室工具尚未專門針對梅毒開發。

近日,華盛頓大學西雅圖分校醫學院的研究表明,梅毒的病原體梅毒螺旋體可能使用單一基因逃逸免疫系統。這一發現可能有助於解釋梅毒如何在體內隱藏數十年,從而挫敗了免疫系統根除梅毒的企圖。它也可能解釋了梅毒螺旋體是如何重新感染以前被感染過的人,這些人應該對此已經獲得了一定的免疫力。該研究發表在PLOS期刊上。

「研究」梅毒可通過改變單個基因來躲避免疫攻擊

在一項新研究中,研究人員比較了從一個被感染四次的人身上收集的梅毒螺旋體的基因組。他參加了由華盛頓大學醫學院神經學教授克里斯蒂娜·馬拉(Christina Marra)博士進行的梅毒患者脊髓液異常的研究。

這些樣本是在相隔六年的兩次感染中從他的血液中提取的。在兩次感染之間,他還因被感染接受了兩次治療。

研究人員想看看第一次感染和最後一次感染的細菌基因組之間是否存在差異。這種差異可能揭示了細菌基因的變化方式,以及這些變化如何使細菌感染一個已對梅毒螺旋體產生免疫反應的人的免疫系統。

令人驚訝的是,研究人員發現,兩個不同樣品的基因組之間幾乎沒有變化——除了一個基因。該基因被稱為蒼白螺旋體重複基因K(tprK),為在細菌表面發現的蛋白質的合成提供了指導。細菌表面的蛋白質通常更容易被免疫細胞看到,因此通常是免疫攻擊的主要靶標。

研究人員首先表明,TprK在七個不連續區域產生了相當大的多樣性,在該區域中,細菌基因組中其他地方的DNA序列可以交換進出。這個過程稱為

基因轉換

研究表明,帶有新的tprK變體的細菌細胞可以逃避免疫反應,引起持續感染,從而導致晚期梅毒。

這項研究的主要作者,格雷寧格實驗室的研究科學家阿明·阿迪迪亞(Amin Addetia)說,該細菌似乎在其基因組中有一副牌,可以從中吸取並處理這些可變區,從根本上改變了蛋白質的“手”。這些取代改變了蛋白質在表面上的外觀,使其可以逃避免疫系統。他還研究了很多細菌基因組,除了這個基因外,它們比梅毒螺旋體有趣得多。它可以在這些可變區內產生驚人數量的不同序列,而不會損害蛋白質的功能。

儘管細菌、病毒和寄生蟲的表面可能有許多蛋白質可以被免疫系統檢測和攻擊,但在許多情況下,似乎只有一種蛋白質吸引了大多數注意力。這樣的蛋白質稱為免疫優勢抗原。它們可能會引起免疫系統的注意,從而保護細菌。這種蛋白質的作用就像是分散注意力,使免疫系統脫離可能是細菌的致命弱點的蛋白質。研究人員需要更多的工作來確定TprK是否屬於這種情況。

研究人員希望這一發現可以幫助研究人員開發疫苗,使免疫系統更有效地攻擊TprK或忽略TprK並靶向其他變異性較小的梅毒蛋白。

參考:

https://medicalxpress.com/news/2020-04-syphilis-eludes-immune-gene.html

Amin Addetia et al, Comparative genomics and full-length Tprk profiling of Treponema pallidum subsp. pallidum reinfection, PLOS Neglected Tropical Diseases (2020). DOI: 10.1371/journal.pntd.0007921

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