撰文
咸姐
#细菌#
中枢神经系统感染是最严重的感染之一，但是目前人们对于病原体进入大脑的机制却知之甚少。单核细胞增生性李斯特氏菌（Lm）就是这样一种对中枢神经系统有着特殊的亲和力的革兰氏阳性、兼性厌氧的胞内食源性病原体，可导致神经李斯特菌病，表现为脑膜炎、脑炎或者脑干脑炎，极少数患者可伴有颅内出血、脑脓肿，疾病进展速度快、病情危重、病死率高，是中枢神经系统最致命的感染之一。尽管免疫抑制是目前公认的神经李斯特菌病的主要宿主危险因素，但是对于促进Lm神经侵袭的细菌因素及其作用机制仍然未知。
近日，来自法国巴黎大学的MarcLecuit团队在Nature上在线发表题为BacterialinhibitionofFas-mediatedkillingpromotesneuroinvasionandpersistence的文章，利用在人源化感染小鼠模型中接种高*性神经侵袭菌株，首次构建了一种临床相关的神经李斯特菌病实验模型。同时利用该模型揭示了一种特定的机制，显示细菌病原体可通过该机制使其所感染的细胞对细胞介导的免疫产生抵抗，从而延长其感染细胞的寿命，进而促进了Lm在宿主体内的持久性以及向中枢神经系统的传播。
研究人员首先将Lm口服接种于人源化KIE16P小鼠（该小鼠对口服获得性李斯特菌具有容受性），接种3天后，与对照菌株相比，属于高*性克隆复合体CC1、CC4和CC6的临床分离菌株可以系统性地诱导高水平的神经侵袭，而且无论是否给予庆大霉素（可杀死细胞外而非细胞内的Lm），大脑中的细菌负荷都相同，表明是细胞内的Lm参与了神经侵袭，而受感染的单核细胞则被证实是Lm神经侵袭的必要充分条件。进一步实验表明，Lm主要是通过肌动蛋白组装诱导蛋白(ActA)介导的细胞间扩散从粘附的血源性感染的炎症性单核细胞进入脑实质的（图1）。
图1Lm神经侵袭过程的示意图
在确定了受感染的单核细胞与神经李斯特菌病的发病密切相关后，研究人员开始寻找在Lm中介导其神经侵袭性的因素。研究结果表明，InlB（Lm核心基因组的一部分）的过表达对Lm的神经侵袭性至关重要，而这是由于InlB显著增加了血液和脾脏中受Lm感染的炎性单核细胞的数量，但InlB并不会增加每个受感染单核细胞中的细菌数量，也不会影响单核细胞粘附脑血管的能力。进一步地实验显示，InlB对神经侵袭的贡献需要功能性淋巴细胞的存在，并且是依赖于T淋巴细胞而非B淋巴细胞。虽然Lm的神经侵袭在没有功能性CD8+T细胞的情况下增加，但是变成了InlB非依赖性，而这是由于InlB可以保护特定感染的单核细胞免受CD8+T细胞的抗Lm特异性杀伤。
CD8+T细胞的细胞*性依赖于穿孔素-颗粒酶和Fas配体(FasL)-Fas通路。研究人员发现，在穿孔素缺陷小鼠中，InlB介导的CD8+T细胞对感染单核细胞杀伤的保护作用完全保留，但是InlB对受感染单核细胞死亡的抑制作用在Fas缺陷小鼠中则被完全消除，由此表明InlB阻断Fas介导的杀伤，但对穿孔素途径没有影响。深入实验表明，InlB阻断了Fas介导的CD8+T细胞杀死受感染的单核细胞，从而延长了它们的寿命，并为它们提供了必要的时间以粘附在脑血管上并将细胞内Lm转移到脑实质。而受感染单核细胞中InlB介导的Fas细胞死亡途径的阻断是由InlB、c-Met和PI3Kα依赖性细胞自主上调caspase-8抑制剂FLIP所引起的，从而延长了受感染单核细胞的半衰期，促进了神经侵袭，并且这种机制也促进了Lm在宿主内的持久性和排泄物中的释放（图2）。
图2InlB介导的CD8+T细胞介导的细胞死亡阻断导致神经侵袭和肠道持续存在示意图
综上所述，本研究突破性的证实Lm使受感染的宿主细胞对CD8+T细胞介导的杀伤具有抗性，选择性阻断受感染单核细胞中的Fas-FasL死亡途径可使这些细胞在血液中存活更长时间，并将更多地Lm转移到大脑。值得注意的是，这种为Lm创建细胞内受保护生态位的意外机制也涉及其在肠道组织中的持久性及其在粪便中以及最终在环境中的释放，而这无疑增加了神经侵袭性Lm被传递回环境并定植新宿主的机会。
原文链接：