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梅毒通过改变一个基因来逃避免疫攻击

梅毒通过改变一个基因来逃避免疫攻击

西雅图华盛顿大学医学研究所的研究表明,梅毒的致病细菌梅毒螺旋体可能是利用单一基因来逃避免疫系统。

这一发现可能有助于解释梅毒如何能在体内潜伏数十年,从而挫败免疫系统试图根除它的努力。这可能也解释了这种细菌有能力重新感染那些曾经被感染过的人,这些人本来应该对这种细菌有一定的免疫力。

虽然梅毒仍然很容易用青霉素治疗,但在过去20年里,美国的感染率稳步上升。2018年,美国新增感染病例超过11.5万例。

据估计,全世界成年人中有600万新梅毒病例。每年估计有30万胎儿和新生儿死于这种感染。

然而,尽管它作为一种疾病的重要原因,相对较少的了解生物学的梅毒螺旋体。

其中一个原因是直到最近它还不可能在实验室的培养皿中生长。因此,许多用于研究其他细菌的实验室工具并没有专门针对梅毒开发出来。

在一项新的研究中,研究人员比较了从一名感染过四次的男子身上采集的梅毒细菌的基因组。他参加了华盛顿大学神经学教授克里斯蒂娜·马拉(Christina Marra)博士主持的一项关于梅毒患者脊髓液异常的医学研究。

这些样本取自他两次感染期间的血液,两次感染相隔6年。在这两次感染之间,他被感染并接受了两次额外的治疗。

研究人员想看看从第一次感染到最后一次感染的细菌基因组之间是否存在差异。这种差异可能揭示了细菌的基因是如何变化的,以及这些变化是如何使细菌感染一个人的,而这个人的免疫系统已经看到并对几种不同的梅毒菌株产生了免疫反应。

令人惊讶的是,研究人员发现,除了一个基因之外,这两个不同样本的基因组几乎没有什么变化。

“在组成细菌基因组的110万个碱基中,总共有20个碱基发生了变化。该研究项目的负责人、华盛顿大学医学院(UW School of medicine)实验室医学助理教授亚历克斯·格林杰(Alex Greninger)博士说。“但在这一个基因上,我们看到了数百种变化。”

这个基因被称为梅毒螺旋体重复基因K (tprK),它为合成细菌表面的一种蛋白质提供了指令。细菌表面的蛋白质通常更容易被免疫细胞发现,因此通常是免疫攻击的主要目标。

这项研究是建立在数十年来dr。希拉·鲁克哈特和阿图罗·Centurion-Lara在华盛顿大学医学院医学系工作。

他们首先发现,TprK在七个不同的区域产生了相当大的多样性,在这些区域中,来自细菌基因组其他地方的DNA序列可以被交换进和交换出。这个过程被称为基因转换。

他们的实验室工作表明,带有新tprK变体的细菌细胞可以逃避免疫反应,导致持续感染,从而导致梅毒的晚期。

格伦宁格实验室的研究科学家、这项研究的主要作者阿明阿德蒂亚(Amin Addetia)说,这种细菌的基因组中似乎有一副纸牌,它可以从中抽取并处理这些可变的区域,从本质上改变了蛋白质的“手”。这些替换改变了蛋白质在表面的外观,使其避开免疫系统。

“我研究了很多细菌基因组,”Addetia说,“它们比密螺旋体有趣多了,除了这个基因。它可以在这些可变区域内产生数量惊人的不同序列,而不会影响蛋白质的功能。”

虽然细菌、病毒和寄生虫的表面可能有许多蛋白质,免疫系统可以检测并攻击它们,但在许多情况下,似乎只有一种蛋白质最能吸引注意力。这种蛋白被称为免疫显性蛋白。

格伦宁格说,它们可能通过引起免疫系统的注意来保护细菌。“这种蛋白质就像一种干扰物,把免疫系统从可能是这种细菌的致命弱点的蛋白质上吸引开。”要确定TprK的情况是否如此,还需要做更多的工作。”

格伦宁格说,他希望这些发现能够帮助研究人员开发疫苗,使免疫系统能够更有效地攻击TprK,或者忽略TprK,瞄准其他变化不大的梅毒蛋白。

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