Стрептококки в инфекционных заболеваниях - патогенные механизмы и иммунные реакции хозяина (аннотация)Стрептококки в инфекционных заболеваниях - патогенные механизмы и иммунные реакции хозяина
Род Streptococcus включает в себя более пятидесяти видов, которые классифицированы в группы по алфавиту на основе антигенов клеточной поверхности согласно Lancefield.
Хотя большинство из них являются комменсальной частью микробиоты человека или животных, они также вызывают заболевания. Большинство стрептококковых инфекций протекает в легкой форме. Однако эти виды бактерий вызывают и высокоинвазивные заболевания. К ним относятся, в частности, некротизирующие инфекции кожи и мягких тканей (NSTIs; S. pyogenes), пневмония, сепсис и менингит (S. pneumoniae, S. suis), неонатальный сепсис (S. agalactiae) и эндокардит (S. anginosus).
Инвазивность связана с множеством бактериальных факторов, а также факторов хозяина. Факторы вирулентности помогают патогенам избежать иммунного ответа хозяина, а неконтролируемая и чрезмерная активация факторов хозяина может усугубить прогрессирование заболевания. Следовательно, все эти факторы могут привести к значительному повреждению тканей хозяина, распространению бактерий и последующей смерти хозяина.
Для данного обзора мы отобрали восемь работ, включая семь оригинальных исследований и одну обзорную статью. Обзор и две дополнительные исследовательские статьи описывают эпидемиологию и детерминанты вирулентности S. agalactiae (стрептококк группы В [GBS]).
Furuta et al. обсуждают клинические последствия неонатальных инвазивных инфекций, вызванных GBS. Авторы выделяют ключевые аспекты передачи GBS от матери ребенку, приобретения патогена, патогенеза GBS и предполагают, что для будущих терапий будет важно определить важнейшие патогенные механизмы GBS у младенцев.
GBS продуцируют мембранные везикулы (МВ), которые вовлечены в патогенез заболевания. McCutcheon et al. количественно оценили производство МВ различными изолятами GBS и изучили состав белков. Исследование показало, что производство и состав МВ зависят от штамма. Они содержат факторы вирулентности и иммуномодулирующие факторы. Авторы пришли к выводу, что МВ GBS потенциально имеют специфические функции в вирулентности.
В исследовании Jones et al. представлены важные эпидемиологические результаты. Были охарактеризованы сто изолятов GBS, 50 из которых были получены из ректовагинальных скрининговых мазков беременных женщин и 50 из культур крови при инвазивных инфекциях. Капсульный генотип Ia преобладал у колонизирующих штаммов, а генотип V - у инвазивных штаммов. Все изоляты были чувствительны к пенициллину. Вызывает беспокойство тот факт, что два изолята показали пониженную чувствительность к цефтриаксону и имели уникальные аллели в pbp2X и pbp1A. В нескольких исследованиях были выявлены точечные мутации в pbp2x, которые были связаны со снижением или отсутствием чувствительности к β-лактамным антибиотикам у стрептококков (Southon et al., 2020; Mcgee et al., 2021; Beres et al., 2022). Поэтому появление таких клонов требует постоянного мониторинга.
Поскольку S. pyogenes вызывает острые инфекции у людей, он не рассматривается как основной вид, образующий биопленки. В недавнем исследовании биопленки были обнаружены у 32% пациентов с NSTI, что может быть связано с лечением этих инфекций (Siemens et al., 2016). Поэтому Skutlaberg et al. проанализировали биопленкообразующую способность 57 изолятов S. pyogenes NSTI различных emm-типов и связали их с демографическими и клиническими параметрами пациентов. Исследование показало, что штаммы emm1 обладают лучшей способностью к образованию биопленок по сравнению с другими инвазивными типами emm. Однако влияние образования биопленки на клинические исходы остается неясным и требует дальнейшего изучения.
Два исследования посвящены компонентам клеточной стенки S. suis. S. suis является распространенным патогеном свиней. Чтобы избежать воздействия иммунной защиты, стрептококки модифицируют LTA путем включения D-аланина (Percy and Grundling, 2014). В исследовании Öhlmann et al. показано, что D-аланилирование LTA связано с уменьшением осаждения фактора комплемента C3 на поверхности S. suis, повышением резистентности к антимикробным пептидам и снижением фагоцитоза. Авторы делают вывод, что S. suis модифицирует свою поверхность, чтобы избежать распознавания и поглощения фагоцитами.
В исследовании Cabezas et al. представлены новые данные о субстратной специфичности белка SntA, закрепленного на клеточной стенке. SntA является фосфогидролазой, которая гидролизует c-di-AMP. У большинства бактерий c-di-AMP в основном участвует в поддержании надлежащего тургорного давления (Commichau and Stulke, 2018). Однако, когда патогены располагаются внутриклеточно, секретируемый c-di-AMP обнаруживается клетками хозяина. Это приводит к STING-зависимой индукции IFN хозяином, что способствует иммунному клиренсу. Поэтому для S. suis крайне важно экспрессировать высокоаффинную гидролазу, которая контролирует количество секретируемого c-di-AMP.
Бактериоцины - это антимикробные пептиды, вырабатываемые бактериями, которые направлены на другие, часто близкородственные виды, чтобы получить преимущество в бактериальных сообществах. Streptococcus anginosus производит ангицин. Ангицин ингибирует другие виды стрептококков, Listeria spp. и различные энтерококки. Производство ангицина регулируется системой кворумного зондирования Sil, которая, помимо прочего, содержит генетическую информацию для CAAX-протеазы SilX. Известно, что стрептококковые CAAX-протеазы из кластеров бактериоцинов участвуют в иммунитете к бактериоцинам, перерабатывают их или действуют как рецепторы.
Vogel et al. нашли доказательства новой функции протеаз CAAX: перерабатывая SilCR, сигнальный пептид системы Sil, SilX теперь может свидетельствовать не столько о возможном аутоиммунитете или прямом взаимодействии с бактериоцинами, сколько об основе непрямого регуляторного механизма производства и переработки бактериоцинов.
Инфицирование кровотока стрептококками и/или пневмококками часто сопровождается повреждением эндотелия (Steinert et al., 2020). Поэтому крайне важно создать экспериментальные модели in vitro, имитирующие условия кровотока. В работе Kopenhagen et al. представлен элегантный подход к изучению миграции и пролиферации эндотелиальных клеток как двух основных предпосылок для регенерации тканей в условиях напряжения сдвига. Этот метод представляет собой мощный инструмент для анализа воздействия пневмококковых инфекций в режиме реального времени и должен быть рассмотрен для будущих исследований любого типа инфекций кровотока.
В заключение следует отметить, что данные восемь статей дают новое захватывающее представление о калейдоскопе стрептококкового патогенеза и предлагают фундаментальные сведения по различным научным темам.
