研究为莱姆病的传播提供了新线索

2019-09-25 331螺旋体莱姆病

对引起莱姆病的蜱传细菌的新研究可能会让科学家们对如何开发更有效的疫苗有不同的想法。

研究结果清楚地表明,当蜱虫以宿主为食时,莱姆病伯氏疏螺旋体的外表面发生了分子变化,其复杂程度超出了我们之前所知。在蜱虫的血餐过程中,它的唾液将细菌传播给宿主。

就莱姆病免疫而言,这很重要,因为任何真正有效的疫苗都必须启动免疫系统,对外来抗原(入侵者的外表面蛋白)发动抗体攻击。

研究为莱姆病的传播提供了新线索

研究背景

之前的研究表明,蜱虫肠道和宿主体内都表达了一些特定的表面蛋白,而且在蜱虫和宿主之间发生了转换。这篇论文告诉我们,事情要复杂得多,”北卡罗莱纳大学教堂山医学院微生物学和免疫学助理教授Aravinda M. de Silva博士说。

这项新发现发表在1月16日出版的《美国国家科学院院刊》上。与德席尔瓦共同撰写论文的还有北卡罗来纳大学微生物学和免疫学博士后研究员Jun Ohnishi博士和疾病控制和预防中心媒介传播疾病司的Joseph Piesman博士。

研究为莱姆病的传播提供了新线索

研究内容

在他们的研究中,研究人员集中研究了已知与伯氏疏螺旋体有关的150多种膜蛋白中的两种(OspA和OspC)。

de Silva说:“我们想知道当细菌从蜱虫的肠道转移到宿主体内时,这两种蛋白质是如何变化的。”令我们惊讶的是,我们观察到的不仅仅是一种蛋白质在肠道中表达,另一种蛋白质在宿主体内表达,就像之前认为的那样。在传播过程中,蜱虫实际上向宿主吐出的是一个高度可变的细菌种群,而在吸血前蜱虫体内发现的是相当均匀的种群。”

换句话说,给定两个表面蛋白,有四种可能的组合。有些细菌只能表达OspA,有些只能表达OspC,有些可能两者都表达,有些两者都不表达。

“事实上,在蜱虫喂食的过程中,我们发现了这四种不同的组合,”da Silva说。此外,当研究小组观察另一种被称为vlsE的伯氏疏螺旋体表面基因时,他们发现在蜱虫进食过程中会产生大量的变异,而在蜱虫不进食时,只有一到两种变异。

“我们对这一发现感到兴奋,因为这再次支持了节肢动物载体不只是四处飞行或爬行的注射器来接种细菌的概念。在这个载体中有一个正在发展的生物学。da Silva说:“细菌种群在传播过程中基本适应环境,以最大限度地增加感染宿主的机会。”

研究为莱姆病的传播提供了新线索

研究转化

da Silva解释说:“如果所有进入宿主体内的细菌表面都有相同的分子,那么免疫系统就更容易控制感染,也更容易研制出针对感染的疫苗。”“但是蜱虫会带来很多不同的味道,这一事实可能解释了我们几年前的一项观察结果:蜱虫携带的莱姆病螺旋体比注射到动物体内的培养螺旋体更能躲避宿主的免疫反应。”

da Silva指出,细菌多样性的过程发生在血液中。“所以,在早期,在吸血之前,蜱虫肠道内的种群仍然非常均匀。莱姆病蜱会在3到5天内进食,在这段时间内,蜱体内的细菌种群以及从蜱体内转移到宿主体内的细菌,就其表面的蛋白质而言,会变得更加多样化。”

在他们的报告中,研究人员指出了开发莱姆病候选疫苗的两种可能方法。一种方法是关注蜱虫在进食的早期阶段(种群多样化之前)产生的抗原,这些抗原可能导致传播阻断免疫。另一种是基于这些表面蛋白的疫苗,这些表面蛋白对所有进入宿主的细菌来说都是必不可少的。

一种基于OspA的莱姆病疫苗,最近被批准用于人类,就是前者的一个例子。当蜱虫以接种过ospa疫苗的个体或动物为食时,针对该疫苗产生的抗体就会进入蜱虫的肠道,并在种群有机会多样化之前杀死肠道内的细菌。德席尔瓦解释说,这阻止了病毒的传播。

da Silva指出,目前的莱姆病OspA疫苗碰巧以蜱虫的方式起作用,这是一种运气,“纯粹的机会”。“如果人们知道OspA主要是在未喂食的若虫蜱体内产生的,他们可能就不会尝试开发这种疫苗了。”在临床试验中,接受三剂OspA疫苗一年后,75% -80%接触受感染蜱虫的人受到了保护。然而,研究表明,这种保护可能不会是长期的。

da Silva说:“对传播生物学的更多了解可能导致更好的疫苗,补充或替代OspA疫苗。”

引用

University Of North Carolina School Of Medicine. "Study Sheds New Light On Lyme Disease Transmission." ScienceDaily. ScienceDaily, 17 January 2001.
www.sciencedaily.com/releases/2001/01/010116080525.htm.

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