半胱氨酸蛋白酶ApdS介導豬鏈球菌免疫逃逸的分子機制

豬鏈球菌(Streptococcus suis)是一種重要的人獸共患病原菌，不僅對養豬業造成了重大經濟損失，也對全球的公共衛生安全構成了嚴重威脅。自1968年丹麥首次報道該菌感染人類以來，已在亞洲、北美和歐洲等70多個國家和地區發生了1 600起豬鏈球菌感染人的案例。豬鏈球菌可經皮膚傷口和呼吸道侵入血液，在血液中存活并大量增殖，從而引發嚴重的菌血癥，并經血液循環感染多個靶器官。豬鏈球菌抵抗和逃避宿主天然免疫防御的殺傷，是其在血液中存活、感染和致病的關鍵因素。

近年來發現，Cathelicidin LL-37在抵抗病原菌侵入和調控天然免疫應答過程中發揮了重要作用。LL-37表達分泌于皮膚角質細胞、上皮細胞以及嗜中性粒細胞、單核細胞、巨噬細胞和NK細胞等免疫細胞。豬鏈球菌在感染侵入機體過程中始終要對抗LL-37的殺傷。然而，豬鏈球菌與LL-37的生物學關系以及該菌如何適應和逃避LL-37介導的免疫防御，目前仍不清楚。

近期哈爾濱獸醫研究所動物細菌病團隊發表于《Journal of Biological Chemistry》的一項研究報道，首次證明了半胱氨酸蛋白酶ApdS在豬鏈球菌逃避宿主天然免疫防御中發揮重要作用，并揭示了ApdS切割抗菌肽cathelicidin LL-37從而介導豬鏈球菌免疫逃逸的分子機制。

該研究首先檢測了豬鏈球菌感染過程中宿主LL-37的表達情況，結果顯示在豬鏈球菌2型野生株體外感染嗜中性粒細胞時，LL-37的蛋白表達水平隨著感染劑量的增加而上調，提示了LL-37可能在抵抗豬鏈球菌感染的宿主防御中發揮重要功能；通過熒光定量PCR和western blot分析，結果顯示：隨著LL-37亞致死濃度的增加，豬鏈球菌表面蛋白ApdS的mRNA轉錄水平和蛋白表達水平也顯著上調，表明ApdS可能參與豬鏈球菌抵抗和逃逸LL-37的殺傷。在探究ApdS介導豬鏈球菌免疫逃逸的分子機制方面，該研究發現ApdS能迅速靶向并切割LL-37，而當ApdS第26位的半胱氨酸被丙氨酸取代后，ApdS失去了切割LL-37的活性，表明該氨基酸位點為ApdS的活性位點。ApdS切割LL-37后的截短肽顯著降低了其對豬鏈球菌的殺菌活性，這是由于截短肽中二級結構α螺旋含量降低所導致的。同時，敲除豬鏈球菌的apdS基因后，顯著降低了其對LL-37殺傷的抵抗力；而回補該基因后，可以恢復其對LL-37殺傷的抵抗力；該研究指出ApdS蛋白酶對保護豬鏈球菌逃逸LL-37的殺傷至關重要。

隨后該研究又評估了ApdS蛋白酶在豬鏈球菌抵抗吞噬細胞攻擊中的作用，結果顯示豬鏈球菌apdS基因缺失株增加了其對THP-1細胞、嗜中性粒細胞及其形成胞外誘捕網(NETs)殺傷的敏感性，表明ApdS能夠協助豬鏈球菌逃逸宿主天然免疫的殺傷作用。該研究指出，ApdS切割LL-37后，減弱了LL-37對嗜中性粒細胞的趨化性及誘導NETs形成和活性氧(ROS)產生的能力。

該研究揭示了豬鏈球菌一種新的免疫逃避策略，豐富了當前對于豬鏈球菌致病機制的認知，同時為豬鏈球菌抗菌藥物的研發提供重要指導。