细胞内机制被证明会促进致命细菌感染的传播

根据发表在《美国国家科学院院刊》上的研究结果，西北医学研究人员发现了促进创伤弧菌快速传播的新型蛋白质机制，创伤弧菌是一种罕见但致命的细菌，可引起弧菌病和败血症。

创伤弧菌生活在温暖的沿海水域，误食后可导致严重感染。大多数人通过食用生的或未煮熟的贝类(尤其是牡蛎)或带伤游泳而感染这种细菌引起的弧菌病。

美国每年约有 150 至 200 人患弧菌病。但根据美国疾病控制与预防中心的数据，其中 20% 的人会死于该病。由于气候变化，病例数量持续增加，免疫抑制人群，尤其是肝病患者，患病风险更高。

“这实际上是为什么人们说在月份中没有字母‘r’的月份不应该食用牡蛎的主要原因;因为海水变暖会使创伤弧菌滋生，从而引发这种致命的疾病，”安妮斯图尔特尤曼斯微生物学教授兼研究资深作者卡拉萨切尔博士说道。

十多年来，萨切尔的实验室一直在研究弧菌病以及创伤弧菌破坏肠壁并分泌引起严重胃肠道感染的毒素的潜在机制。

萨切尔团队之前的研究发现，这种感染是由一种名为多功能自处理重复毒素 (MARTX) 的大型毒素的产生所介导的。MARTX 中甚至还有更小的毒素可以促进感染，最常见的是使毛毛虫变得像软盘一样 (MCF) 的毒素。

此外，Satchell 研究小组发现，MCF 毒素与一种名为腺苷二磷酸核糖基化因子 (ARF) 的特定蛋白质亚型相互作用，这种因子有助于介导细胞功能，存在于所有真核细胞中。

“我们认为，也许创伤弧菌之所以能引起各种感染，就是因为它利用了这些保守的蛋白质来激活它，”萨切尔实验室高级研究员、这项研究的主要作者阿尔法·埃雷拉博士说。

在目前的研究中，科学家使用了一种名为 Alphafold2 的机器学习技术来预测这些人类蛋白质与促进创伤弧菌感染的 MCF 毒素相互作用的结构。利用这种技术，科学家发现 MCF 附着并降解了一半的 Rab 家族鸟苷三磷酸酶 (GTPases)，这些蛋白质支持细胞功能和生存的各个方面。

“这真的非常令人兴奋，因为它让我们能够确定它是如何针对这些蛋白质的，以及它是如何导致它们降解并导致细胞死亡的，”埃雷拉说。

Herrera 表示，这种由 MCF 驱动以促进感染的机制也已在其他细菌中观察到，这表明该机制可能成为治疗包括癌症在内的其他 Rab GTPases 失调的疾病的有希望的治疗靶点。

埃雷拉说：“除了感染之外，我们还在考虑如果我们可以操纵特定的毒素来针对我们想要的特定蛋白质，那么我们也许可以利用它来介导人类疾病。”

萨切尔说，这项研究还强调了气候变化对疾病传播的直接影响，特别是在美国，以及如何研究这种疾病并监测其流行情况可以为预防性的公共卫生措施提供参考。

“目前有很多非常酷的研究正在进行，研究气候变化如何影响美国的感染，而创伤弧菌是用于追踪这一问题的核心模型之一，因为这种罕见疾病的发病率随着海水变暖而增加，”萨切尔说。