首頁(yè) 資訊肺炎鏈球菌的社交網(wǎng)絡(luò) – 谷禾健康

肺炎鏈球菌的社交網(wǎng)絡(luò) – 谷禾健康

來(lái)源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2025年08月03日 23:19

肺炎鏈球菌的社交網(wǎng)絡(luò)

谷禾健康

?S. pneumoniae (or pneumococcus，肺炎鏈球菌）是中耳炎、細(xì)菌性腦膜炎、敗血癥和社區(qū)獲得性肺炎的主要病因。世衛(wèi)組織將肺炎鏈球菌列為一種抗生素耐藥的“優(yōu)先病原體”。

肺炎鏈球菌是下呼吸道感染的主要原因之一，每年在全世界造成近100萬(wàn)兒童死亡。肺炎鏈球菌在人類(lèi)宿主中占據(jù)不同的生態(tài)位，導(dǎo)致共生和致病性存在。侵襲性肺炎鏈球菌疾病是一個(gè)多步驟的過(guò)程。它是通過(guò)肺炎鏈球菌滲透進(jìn)入富含糖的粘液層，然后粘附到人鼻咽的上皮細(xì)胞層而引發(fā)的。通常，微生物在鼻咽中定殖較長(zhǎng)時(shí)間而不會(huì)引起疾病。

另外，由于未知的原因，它可以擴(kuò)散到中耳，肺，大腦或血液中。直接從鼻咽或最經(jīng)常通過(guò)肺部進(jìn)入血液，可以進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，心臟和脾臟。在所有這些組織中，肺炎鏈球菌都受到免疫系統(tǒng)和各種環(huán)境條件的攻擊。

剛剛，來(lái)自美國(guó)賓夕法尼亞州匹茲堡卡內(nèi)基梅隆大學(xué)生物科學(xué)系的一篇綜合評(píng)論文章題為：“The pneumococcal social network” 綜合闡述了人類(lèi)致病菌肺炎鏈球菌分泌肽的機(jī)制和功能特點(diǎn)。討論了三大類(lèi)小肽的序列特征、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制和受體：雙甘氨酸肽、Rap、RGG、NprR、PlcR和PRGX(RRNPP)結(jié)合肽，以及含羊毛硫氨酸的小肽。強(qiáng)調(diào)影響攜帶和致病的因素，特別是遺傳多樣性、微生物競(jìng)爭(zhēng)、生物膜發(fā)育和環(huán)境適應(yīng)。

注：羊毛硫氨酸是一類(lèi)結(jié)構(gòu)獨(dú)特的肽類(lèi)，因其序列中含有羊毛硫類(lèi)非常規(guī)氨基酸而得名。

革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌使用一系列分泌肽來(lái)控制種群水平的行為，以響應(yīng)環(huán)境提示。最近肺炎鏈球菌多肽研究的擴(kuò)展揭示了一個(gè)相互作用的信號(hào)系統(tǒng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，其中多個(gè)多肽被整合到同一信號(hào)通路中，允許多個(gè)進(jìn)入該通路的點(diǎn)，并向新的方向擴(kuò)展信息內(nèi)容。

此外，由于多肽存在于細(xì)胞外環(huán)境中，因此存在串?dāng)_、群體感應(yīng)(QS)以及株內(nèi)、株間和種間相互作用的機(jī)會(huì)。關(guān)于人群行為導(dǎo)致疾病的方式的知識(shí)為設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)抗感染策略提供了一條途徑。

社會(huì)行為在生物體內(nèi)廣泛存在。蟻群的形成、蝗蟲(chóng)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)和魚(yú)類(lèi)的淺水化都是復(fù)雜的社會(huì)行為例子。這些行為通過(guò)保護(hù)人們免受捕食、增加食物供應(yīng)或比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手具有戰(zhàn)略?xún)?yōu)勢(shì)而受益。細(xì)菌也不例外。

細(xì)菌執(zhí)行群體感應(yīng)（QS）：細(xì)胞密度相關(guān)的信號(hào)傳導(dǎo)，導(dǎo)致群體水平的反應(yīng)。QS的早期證明是在海洋細(xì)菌fischeri弧菌中，高細(xì)胞密度誘導(dǎo)生物發(fā)光，這是細(xì)菌與魷魚(yú)共生關(guān)系的一部分。從那時(shí)起，細(xì)菌群的行為就被牽涉到細(xì)胞過(guò)程中，比如基因轉(zhuǎn)移、運(yùn)動(dòng)、抗生素的產(chǎn)生和生物膜的形成。

細(xì)胞-細(xì)胞間的通訊是由供體細(xì)胞分泌到細(xì)胞外環(huán)境中的信號(hào)分子來(lái)協(xié)調(diào)的，并由產(chǎn)生細(xì)胞和鄰近細(xì)胞感應(yīng)到。感知導(dǎo)致基因表達(dá)的變化，最終觸發(fā)同步的群體行為。這種細(xì)胞-細(xì)胞通訊的核心是通過(guò)自體誘導(dǎo)劑-2（AI-2）和肽發(fā)出信號(hào)。

肺炎鏈球菌細(xì)胞間通信系統(tǒng)的總體分類(lèi)

肺炎鏈球菌細(xì)胞-細(xì)胞通信系統(tǒng)可根據(jù)肽序列、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和受體分為3大類(lèi)（圖1）。這些是（1）雙甘氨酸肽，（2）與QS蛋白R(shí)RNPP超家族相關(guān)的肽，（3）含羊毛硫氨酸肽。從它們的作用來(lái)看，肽介導(dǎo)的細(xì)胞-細(xì)胞通信系統(tǒng)至少履行了三個(gè)主要功能：確保遺傳多樣性、微生物競(jìng)爭(zhēng)和環(huán)境適應(yīng)。

圖1 肺炎鏈球菌分泌肽的三大類(lèi)示意圖

雙甘氨酸肽

最具特征的肺炎鏈球菌雙甘氨酸肽是能力刺激肽(CSP)。其他例子包括細(xì)菌素誘導(dǎo)肽(BIP)、感受態(tài)誘導(dǎo)細(xì)菌素(Ciba和CibB)、細(xì)菌素免疫區(qū)的肽(BIR)、毒力肽1(VP1)、感受態(tài)誘導(dǎo)的生物膜調(diào)節(jié)肽(BRIC)、RTG位點(diǎn)的肽和LANA(表1)。此外，比較基因組學(xué)方法已經(jīng)揭示了額外的雙甘氨酸肽，這些多肽還有待鑒定。

表1：核糖體合成肽在肺炎鏈球菌中的實(shí)驗(yàn)研究

雙甘氨酸肽的特征是保守的N末端前導(dǎo)序列，該序列終止于Gly–Gly殘基（或更常見(jiàn)于Gly–Ala或Gly–Ser）。前導(dǎo)將這些肽引導(dǎo)至含有肽酶的ATP結(jié)合盒（ABC）轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（具有C39肽酶結(jié)構(gòu)域），其可切割前導(dǎo)序列并將肽輸出到細(xì)胞外。 CSP和BIP的基因座分別編碼同源的輸出蛋白ComAB和BlpAB。移碼突變使BlpAB在大約60％的菌株中失去功能。

QS蛋白的RRNPP超家族的肽

該組中的肽通過(guò)與它們的同源細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)錄因子直接相互作用而發(fā)出信號(hào)，它們是RRNPP超家族的成員（圖1B）。如前所述，這些肽可以基于多種序列特征進(jìn)行分類(lèi)。在肺炎鏈球菌中，已經(jīng)鑒定了短疏水肽（SHP）SHP144，SHP939，SHP1518和RtgS，以及磷酸酶調(diào)節(jié)劑（Phr）肽PhrA和PhrA2。

在整個(gè)鏈球菌中，糖基轉(zhuǎn)移酶（Rgg）蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)基因與它們的同源SHP結(jié)合后被激活，后者通常在rgg基因附近編碼。 SHP僅在出口后才有活性，這是由通常短于35個(gè)殘基的前體多肽加工而成的。尚未在肺炎鏈球菌中研究加工蛋白酶，但在其他鏈球菌物種中，膜結(jié)合金屬蛋白酶（Eep）有助于加工。

多種鏈球菌物種通過(guò)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白PptAB出口SHP，其糞便腸球菌的同源物出口性信息素。在缺乏已知靶序列的情況下，將SHP引導(dǎo)至其轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的機(jī)制仍不清楚。成熟的肽通過(guò)寡肽滲透酶系統(tǒng)重新導(dǎo)入細(xì)胞，在那里它們與同源的Rgg調(diào)節(jié)劑相互作用，從而改變細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄狀態(tài)。

在肺炎鏈球菌中，RtgS是唯一顯示其前體肽由PptAB出口并由Ami寡肽進(jìn)口商AmiACDEF內(nèi)化的SHP。鑒于PptAB在物種間的廣泛功能，其他肺炎鏈球菌SHP可能利用相同的機(jī)制進(jìn)行進(jìn)出口。

含羊毛硫氨酸肽類(lèi)

這是由革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌產(chǎn)生的一族小肽（19-38個(gè)氨基酸），具有各種結(jié)構(gòu)和功能。這些是環(huán)狀肽，其特征是翻譯后修飾，導(dǎo)致硫醚氨基酸、羊毛硫氨酸和甲基羊毛硫氨酸的引入（圖1C）。當(dāng)前肽中的絲氨酸或蘇氨酸殘基脫水并與半胱氨酸硫醇連接時(shí)，它們的特征結(jié)構(gòu)由LanM修飾酶形成。該肽通過(guò)專(zhuān)用的LanT轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白輸出。許多含羊毛硫氨酸的肽形成細(xì)菌素的兩大類(lèi)中的一種。

這些肽被稱(chēng)為羊毛硫氨酸抗生素或羊毛硫氨酸的抗生素。用于加工羊毛硫氨酸的肽，修飾酶，免疫蛋白和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的基因通常以簇的形式組織。肺炎鏈球菌中有許多這樣的簇。其中，已經(jīng)研究了與Tpr / Phr和肺炎鏈球菌素簇相關(guān)的瘦肽。

肺炎鏈球菌細(xì)胞間通信系統(tǒng)的功能屬性

肺炎鏈球菌肽介導(dǎo)的細(xì)胞-細(xì)胞通訊系統(tǒng)提供多種功能，而不是相互排斥。細(xì)胞-細(xì)胞通信系統(tǒng)可以被概念化為控制種群水平結(jié)構(gòu)和行為的電路。

許多細(xì)胞-細(xì)胞通訊回路對(duì)不同的環(huán)境刺激作出反應(yīng)，如菌群密度、營(yíng)養(yǎng)狀況、pH值、氧氣供應(yīng)和抗生素壓力。來(lái)自細(xì)胞-細(xì)胞通訊系統(tǒng)的信號(hào)在群體水平的變化中表現(xiàn)為聚合。這些可能會(huì)影響生物膜的發(fā)育或與細(xì)胞表面成分的改變有關(guān)，如膜成分和膠囊表達(dá)。

細(xì)胞-細(xì)胞通訊系統(tǒng)的行為也可能伴隨著DNA攝取、自殘或殺菌能力的改變。這些生理變化可能改變細(xì)胞獲得抗生素抗性基因的傾向，并影響疫苗逃逸株的出現(xiàn)。

此外，細(xì)胞間通訊系統(tǒng)還可以調(diào)節(jié)宿主基質(zhì)的降解、生物膜的發(fā)育和營(yíng)養(yǎng)吸收能力。因此，這些特性共同影響致病潛能、抗生素耐藥性和對(duì)疫苗的反應(yīng)。

調(diào)節(jié)群體反應(yīng)的能力為肺炎鏈球菌細(xì)胞提供了相對(duì)于居住在鼻咽的其他微生物物種的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。細(xì)胞間的通訊系統(tǒng)使微生物能夠改變其轉(zhuǎn)錄模式，以獲得合適的表型，從而優(yōu)化種群水平的適應(yīng)性。它能在DNA水平和轉(zhuǎn)錄水平上引入多樣性，從而能夠長(zhǎng)期維持鼻咽部的共生生活方式，在無(wú)癥狀時(shí)期，肺炎鏈球菌在高度可變的生物膜中被發(fā)現(xiàn)。

此外，一般來(lái)說(shuō)，“轉(zhuǎn)錄適應(yīng)”不僅有助于在動(dòng)態(tài)的鼻咽中存活，而且在感染期間微生物從一個(gè)宿主生態(tài)位遷移到另一個(gè)宿主生態(tài)位時(shí)也能促進(jìn)存活。

遺傳和表型多樣性的產(chǎn)生

當(dāng)檢測(cè)到CSP，雙甘氨酸肽家族的典型代表就會(huì)被激活。肺炎鏈球菌泛基因組擁有comC的6個(gè)不同等位基因，其中大多數(shù)菌株編碼2個(gè)等位基因變體中的1個(gè)。在混合種群中，能力不僅在空間上局限于生物膜內(nèi)的某個(gè)區(qū)域；信號(hào)可能局限于單個(gè)的信息類(lèi)型（框1）。CSP是由高細(xì)胞密度、pH值增加、氧利用率和抗生素壓力等因素引起的。

除了在環(huán)境中擴(kuò)散外，CSP還通過(guò)其他機(jī)制（包括自分泌信號(hào)和細(xì)胞-細(xì)胞接觸）向鄰近細(xì)胞發(fā)出信號(hào)。激活會(huì)導(dǎo)致一個(gè)菌株的10%的基因發(fā)生轉(zhuǎn)錄變化。最典型的反應(yīng)是激活轉(zhuǎn)化機(jī)制，允許通過(guò)重組將外源DNA納入，并且在這樣做的過(guò)程中，通過(guò)等位基因的交換和基因擁有量的變化來(lái)促進(jìn)遺傳多樣性的產(chǎn)生（圖2）。

全基因組內(nèi)遺傳物質(zhì)的交換測(cè)試了新穎的遺傳組合，其中單個(gè)等位基因或基因片段已經(jīng)克服了通過(guò)選擇修剪的問(wèn)題。

圖2 多個(gè)雙甘氨酸肽的分級(jí)活化

微生物競(jìng)爭(zhēng)

種內(nèi)和種間競(jìng)爭(zhēng)是呼吸道肺炎鏈球菌生活方式的一部分。殺菌活性通過(guò)雙甘氨酸和羊毛硫氨酸的肽家族中的小分子產(chǎn)生。限制競(jìng)爭(zhēng)者生長(zhǎng)的能力對(duì)于細(xì)菌定殖很重要。此外，受害者可能成為DNA的來(lái)源，增加了進(jìn)化的可能性。

能力激活導(dǎo)致許多這些效應(yīng)分子的產(chǎn)生，包括CibAB和BIR基因座。雙甘氨酸肽CibAB引發(fā)異源分解或反式裂解，并以細(xì)胞接觸依賴(lài)性方式負(fù)責(zé)非功能細(xì)胞的裂解。與乳酸乳球菌IFPL105相似，據(jù)信這種殺微生物劑是通過(guò)將細(xì)菌素插入敏感細(xì)胞的膜中而導(dǎo)致其細(xì)胞能量消耗而產(chǎn)生的。

此后，細(xì)胞壁水解酶（包括自溶素LytA，溶菌酶LytC和莫林蛋白酶水解酶CbpD）的作用引起裂解?？缒る腃ibC保護(hù)細(xì)胞免受CibAB的同素分解作用。 CibAB從非感受態(tài)細(xì)胞釋放的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和DNA可能會(huì)使攻擊細(xì)胞受益。在定殖的鼠模型中，CibAB誘導(dǎo)的同素分解作用使常駐菌株具有通過(guò)入侵菌株抵抗競(jìng)爭(zhēng)和定殖的能力。

IR編碼多種效應(yīng)基因，賦予其抑菌作用或抑制作用的免疫力。 BIR基因座是同系的，但細(xì)菌素（假定的和特征的）和免疫蛋白在不同菌株之間差異很大。blpIJ，blpMN和blpK的產(chǎn)品已證實(shí)具有殺菌活性。這些是雙甘氨酸肽，由BlpAB輸出，并與同源免疫蛋白共轉(zhuǎn)錄。所有這些肽都顯示出菌株間的活性，并且在體內(nèi)，BlpMN和BlpIJ細(xì)菌素在定植過(guò)程中提供了比免疫缺陷型菌株更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的菌株。

除肺炎鏈球菌外，細(xì)菌素基因座的表達(dá)還抑制了一些其他革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌，包括化膿性鏈球菌，鏈球菌性微生物，口腔鏈球菌和乳酸乳球菌，但不抑制其他細(xì)菌，例如變形鏈球菌，糞腸球菌或單核細(xì)胞增生李斯特菌。

BIR基因座的表達(dá)是由BIP誘導(dǎo)的，BIP由blpC和BIR的上游編碼。與CSP相似，BIP結(jié)合膜結(jié)合的組氨酸激酶（B1pH），并且在肽及其受體之間具有特異性。這種特異性限制了競(jìng)爭(zhēng)性表型之間的串?dāng)_。與能力途徑的激活相似，BIP的表達(dá)是由抗生素誘導(dǎo)的，并且會(huì)增加pH值。而且，在能力和細(xì)菌素系統(tǒng)之間存在串?dāng)_，其中BIP的產(chǎn)生是在CSP刺激后誘導(dǎo)的。

另一類(lèi)細(xì)菌素是羊毛硫氨酸的肽，其特征是肺炎鏈球菌素（pld）。pld基因座在肺炎鏈球菌分離株中很少見(jiàn)，其特征是有4個(gè)串聯(lián)推定的短肽同源物（PldA1-PldA4）。這4種肽中的3種PldA1-3對(duì)細(xì)胞的殺菌活性是必需的，而第4種肽PldA4對(duì)于該表型是必不可少的。

除具有殺菌特性外，肺炎鏈球菌素（PldA1-3）還可作為自動(dòng)誘導(dǎo)信號(hào)肽，通過(guò)位點(diǎn)（pldK）中編碼的組氨酸激酶進(jìn)行信號(hào)傳導(dǎo)，從而激活pld位點(diǎn)。免疫是由鄰近的ABC運(yùn)輸商PldFE授予的。這些肽的信號(hào)傳導(dǎo)和殺菌作用是相互聯(lián)系的：當(dāng)Pld肽的信號(hào)傳導(dǎo)低時(shí)，PldA2不會(huì)誘導(dǎo)細(xì)菌抑制作用。另外，肺炎鏈球菌素在小鼠定植過(guò)程中為肺炎鏈球菌菌株提供了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

最后，全面的比較基因組篩選揭示了許多其他肽，它們?cè)诜窝祖溓蚓曛g分布不同（從稀有到核心），而且是肺炎鏈球菌特有的或在鏈球菌種之間共有。許多細(xì)胞與推定的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，修飾蛋白或免疫蛋白一起組織成操縱子。肺炎鏈球菌菌株和相關(guān)物種內(nèi)的多樣性分布與種內(nèi)和種間微生物競(jìng)爭(zhēng)中的作用一致。

細(xì)胞間通信系統(tǒng)對(duì)環(huán)境適應(yīng)的影響

肺炎鏈球菌有一個(gè)細(xì)胞間通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，可調(diào)節(jié)其對(duì)宿主環(huán)境的適應(yīng)性。肺炎鏈球菌只能使用糖來(lái)產(chǎn)生其代謝能。此外，糖被用于膠囊生產(chǎn)和信號(hào)傳遞。此外，通過(guò)磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（PTS）轉(zhuǎn)運(yùn)糖可以觸發(fā)磷酸化依賴(lài)性信號(hào)通路。此外，宿主糖的降解不僅是營(yíng)養(yǎng)的來(lái)源，而且還是宿主粘附，定植和致病性的主要因素。

幾種細(xì)胞間通訊肽的表達(dá)對(duì)宿主碳水化合物的水平有反應(yīng)：甘露糖和半乳糖誘導(dǎo)SHP144和SHP939，半乳糖誘導(dǎo)PhrA。另外，這些肽以及PhrA2和VP1在豐富的培養(yǎng)基中被阻遏。Rgg144 / SHP144系統(tǒng)是核心。當(dāng)自誘導(dǎo)肽SHP144導(dǎo)入細(xì)胞并結(jié)合Rgg144時(shí)，它被激活。Rgg144受主要營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)劑CodY和谷氨酰胺/谷氨酸代謝的負(fù)面控制。

SHP939是一種正向調(diào)節(jié)Rgg939的自誘導(dǎo)肽。該系統(tǒng)是輔助基因組的一部分。 Rgg939 / SHP939調(diào)控的基因多樣性隨環(huán)境條件的變化而變化，當(dāng)在甘露糖上生長(zhǎng)時(shí)具有廣泛的調(diào)節(jié)子，而在半乳糖中則具有有限的調(diào)節(jié)子。

Rgg系統(tǒng)并非孤立運(yùn)行，而是看起來(lái)形成了一個(gè)連接的網(wǎng)絡(luò)。因此，為了最大程度地誘導(dǎo)SHP144和SHP939，需要存在非同源Rgg調(diào)節(jié)劑。此外，Rgg1518控制其鄰近基因座（SPD_1513–1517），這些基因也受Rgg144和Rgg939調(diào)控。這種串?dāng)_可能會(huì)超出物種的范圍。 SHP939的序列與化膿性鏈球菌中發(fā)現(xiàn)的SHP3的序列相同，無(wú)乳鏈球菌和米氏鏈球菌中的SHP序列相差1個(gè)殘基。SHP序列的相似性可能使肺炎鏈球菌Rgg系統(tǒng)受到其他常駐細(xì)菌的影響。

類(lèi)似于TprA / PhrA，PhrA2與TprA2相互作用，導(dǎo)致TprA2調(diào)節(jié)子的阻遏并誘導(dǎo)緊靠下游的羊毛硫氨酸肽（LcpA）的表達(dá)。有證據(jù)表明TprA2 / PhrA2與TprA / PhrA系統(tǒng)之間存在單向串?dāng)_（圖3）。

圖3 如PhrA和PhrA2所示的肽串?dāng)_示例

觀點(diǎn)與結(jié)論

肺炎鏈球菌所編碼肽的多樣性凸顯了群落水平表型在引入遺傳多樣性、微生物競(jìng)爭(zhēng)和環(huán)境適應(yīng)方面的重要性。一些研究證實(shí)了細(xì)胞間通訊在肺炎鏈球菌毒力中的作用。需要更多的研究來(lái)繪制這些系統(tǒng)在感染過(guò)程中的時(shí)空表達(dá)。

上呼吸道是許多細(xì)菌物種的常住棲息地。為了在宿主環(huán)境中立足，肺炎鏈球菌細(xì)胞必須在競(jìng)爭(zhēng)中生存并抵抗住其他寄居物種的挑戰(zhàn)。肺炎鏈球菌產(chǎn)生大量的肽，直接或間接地通過(guò)激活下游分子（例如，由CSP激活CibAB或CbpD）介導(dǎo)殺菌活性。雖然其中一些細(xì)菌素已被鑒定，但許多假定細(xì)菌素有待功能鑒定，尤其是在目標(biāo)菌株/物種和刺激其合成的環(huán)境條件下。

多種肺炎鏈球菌肽與生物膜形成有關(guān)，包括CSP、BriC和VP1。生物膜在運(yùn)輸和疾病中起著關(guān)鍵作用。載體包括一種生物膜生長(zhǎng)模式，它本身能夠?qū)崿F(xiàn)局部細(xì)胞-細(xì)胞通訊（通過(guò)肽和AI-2）和吸收生物膜基質(zhì)中提供的DNA。

此外，生物膜為表型異質(zhì)性提供了一個(gè)平臺(tái)，這是一個(gè)未被充分研究的課題，可能有助于肺炎鏈球菌適應(yīng)慢性感染和適應(yīng)宿主生態(tài)位。生物膜促進(jìn)發(fā)病。它們不僅是細(xì)菌傳播的場(chǎng)所，而且從生物膜中傳播的細(xì)菌比它們的生物膜或浮游生物具有更強(qiáng)的毒性。

綜上所述，肺炎鏈球菌信號(hào)肽和生物膜緊密相連：生物膜中的局部環(huán)境可能促進(jìn)細(xì)胞-細(xì)胞通訊的條件，而肽會(huì)影響生物膜的發(fā)育和向其他組織和新宿主的擴(kuò)散。

肽對(duì)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的控制使肺炎鏈球菌不僅在單個(gè)細(xì)胞水平上，而且在整個(gè)群體水平上對(duì)其環(huán)境作出快速反應(yīng)。系統(tǒng)間的串?dāng)_和由多個(gè)肽對(duì)一條通路的調(diào)節(jié)使不同的信號(hào)得以整合，可能會(huì)增加反應(yīng)的動(dòng)態(tài)性和復(fù)雜性。研究表明，多鏈肺炎鏈球菌共定植是一種相對(duì)常見(jiàn)的現(xiàn)象，突出了跨菌株肽交換的重要性。PhrA2和PhrA存在串?dāng)_（圖3）。

來(lái)自同一家族或不同家族的肽可以在同一途徑中發(fā)出信號(hào)。例如，通過(guò)CSP的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)可誘導(dǎo)多個(gè)雙甘氨酸蛋白，而SHP144誘導(dǎo)VP1（一種雙甘氨酸肽）的水平。這種肽激活的層次結(jié)構(gòu)描述了生物途徑激活的多個(gè)入口點(diǎn)的存在。這表明這些途徑的激活是嚴(yán)格控制的，代表了相關(guān)但不同的可能性。

一種可能性是，不同的信號(hào)組合允許誘導(dǎo)整個(gè)通路或通路的一部分，提供與反應(yīng)相關(guān)的類(lèi)型、幅度和代謝成本的粒度?；蛘?，當(dāng)遇到合適的條件時(shí)，細(xì)胞可以激活肽信號(hào)，為誘導(dǎo)下游通路做好準(zhǔn)備。

抗生素耐藥性是一個(gè)全球性的公共衛(wèi)生問(wèn)題，因此迫切需要開(kāi)發(fā)有效的抗感染藥物。非抗生素抗感染藥物有望減少抗生素耐藥性的出現(xiàn)。開(kāi)發(fā)破壞細(xì)胞-細(xì)胞通訊的化合物的不同策略包括抑制信號(hào)產(chǎn)生、信號(hào)降解或阻斷信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。在化膿鏈球菌和其他一些鏈球菌中，化合物的使用會(huì)破壞Rgg/SHP信號(hào)傳導(dǎo)，從而破壞生物膜的形成。在肺炎鏈球菌中，使用競(jìng)爭(zhēng)性類(lèi)似物可以抑制能力發(fā)展和水平基因轉(zhuǎn)移。此外，以可溶性LMIP形式靶向PhrA肽的抗感染藥物可降低肺炎鏈球菌介導(dǎo)的小鼠發(fā)病率。不同的抗感染藥物是如何影響細(xì)菌適應(yīng)度和促進(jìn)耐藥性發(fā)展的，還有待檢驗(yàn)。肺炎鏈球菌細(xì)胞間通訊系統(tǒng)的多樣性為探索不同的可能性提供了許多機(jī)會(huì)。對(duì)肺炎鏈球菌群體水平表型的研究為開(kāi)發(fā)新的抗感染靶向肽介導(dǎo)系統(tǒng)以及這些系統(tǒng)調(diào)控的途徑提供了機(jī)會(huì)。

參考文獻(xiàn)：

Aggarwal SD, Yesilkaya H, Dawid S, Hiller NL (2020) Thepneumococcal social network. PLoS Pathog 16(10): e1008931.

Bassler BL. Small talk: Cell-to-cell communication in bacteria.Cell. 2002;109:421–424. pmid:12086599

Slager J, Kjos M, Attaiech L, Veening JW. Antibiotic-inducedreplication stress triggers bacterial competence by increasing gene dosage nearthe origin. Cell. 2014;157:395–406. pmid:24725406

Miller EL, Evans BA, Cornejo OE, Roberts IS, Rozen DE. Pherotypepolymorphism in Streptococcus pneumoniae has no obvious effects on populationstructure and recombination. Genome Biol Evol. 2017;9:2546–2559. pmid:28992304

Junges R, Stur?d K, Salvadori G, ?mdal HA, Chen T, Petersen FC.Characterization of a signaling system in Streptococcus mitis that mediatesinterspecies communication with Streptococcus pneumoniae. Appl EnvironMicrobiol Microbiol. 2019;85:e02297–e02218. pmid:30389765

網(wǎng)址: 肺炎鏈球菌的社交網(wǎng)絡(luò) – 谷禾健康 http://m.u1s5d6.cn/newsview1635285.html