一种对细胞具有致命性的侵略性生物膜

       近日，瑞士巴塞尔大学的一个研究小组现在《细胞》上发表了一项颠覆认知的重大研究成果——导致霍乱的细菌病原体在免疫细胞上形成了一种新型的细菌群落：一种对细胞具有致命性的侵略性生物膜。

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       瑞士巴塞尔大学Knut Drescher博士领衔的研究的团队发现，霍乱弧菌会贴着免疫细胞表面大量增殖，包围免疫细胞，然后在免疫细胞四周形成一层生物膜，并往里面分泌细胞毒素——溶血素，杀死免疫细胞，随后散开。最让人震惊的是，免疫细胞破裂之后释放的细胞液，会促进霍乱弧菌的增殖！

       我们在日常生活中会遇到这样的生物膜，例如，口腔中的牙菌斑，水中石头上的粘稠膜，甚至是我们肠道菌群的一部分。细菌生物膜本质上对抗生素具有耐受性，当它们在植入物、导管或手术器械上定植时，可能在临床环境中构成重大威胁。这种定植使病原体渗入我们的身体，引发免疫系统和抗生素难以对抗的感染。

       以前，人们认为细菌形成生物膜是为了保护自己。由巴塞尔大学生物中心的Knut Drescher教授领导的研究小组在他们最近发表的研究中证明，细菌在免疫细胞表面形成生物膜。这种以前未知的群落类型与已知的细菌生物膜不同，不仅在结构上，而且在功能上：这种生物膜不是起到保护作用，而是具有攻击性。

       用Drescher团队的话说，霍乱弧菌颠覆了人类免疫细胞作为猎食者和细菌作为猎物的典型关系。

       为了更好地理解免疫细胞上生物膜的形成，研究人员专注于一种特定类型的吞噬细胞，即所谓的巨噬细胞。文章一作Lucia Vidakovic解释说，“偶然遇到巨噬细胞的细菌会用一种‘触角’附着在细胞表面，随后，细菌开始分裂并缠绕它们的触角状附属物。”因此，这种生物膜的细胞外基质的结构与以前已知的结构有着根本的不同，在以前的生物膜中，细菌通常被嵌入由糖和蛋白质组成的粘液基质中。

       免疫细胞上的生物膜是一种进攻性的而不是防御性的策略

       随着时间的推移，霍乱病原体产生的生物膜完全包裹巨噬细胞，导致细胞死亡。“细菌群落主动攻击并杀死免疫细胞。然而，我们最初并不了解确切的机制，为了解开这个谜团，我们仔细调查了霍乱病原体产生的所有14种已知毒素，最终确定溶血素是罪魁祸首。”这种毒素在免疫细胞的保护膜上形成毛孔，从而杀死它们。

       霍乱是一种危及生命的传染病，会导致严重的腹泻。由于人类是霍乱病原体的唯一宿主，科学家们建立了人类肠道类器官模型。利用这个模型，他们可以证明霍乱弧菌在定殖和破坏人体肠道屏障后能够在巨噬细胞上形成致命的生物膜。

       Knut Drescher补充说:“这种细菌采用的新型攻击策略可以显著影响霍乱感染的进展。下一步，我们的目标是探索其他病原体是否也会形成这种具有侵略性的生物膜。破译细菌病原体的策略对于开发对抗它们的新方法至关重要。”

       文章参考：

       Biofilm formation on human immune cells is a multicellular predation strategy of Vibrio cholerae