新兴病原体——链球菌属（Streptococcus dysgalactiae）马嗜血亚种（subspecies equisimilis）对实验性灵长类动物坏死性肌炎的基因贡献

《The American Journal of Pathology》：Gene contribution of Streptococcus dysgalactiae subspecies equisimilis, an emerging pathogen, to experimental primate necrotizing myositis

S.M. Nayeemul Bari|耶稣·M·Eraso|兰德尔·J·奥尔森|朱如昌|詹姆斯·M·马瑟

美国德克萨斯州休斯顿市休斯顿卫理公会研究所传染病中心分子与转化人类传染病研究室

摘要

链球菌属的equisimilis亚种（SDSE）是一种与新A组链球菌密切相关的人类病原体。然而，它在不同条件下的生存和生长所需的遗传因素，以及引发侵袭性感染的具体机制仍知之甚少。为填补这一空白，研究人员采用了转座子定向插入位点测序（TraDIS）技术，以识别在非人类灵长类动物（NHPs）实验性坏死性肌炎中起作用的基因。利用两个SDSE stG62647临床分离株MGCS36044和MGCS36089，生成了高度饱和的转座子突变文库，并在体外培养及体内感染八只NHPs后对其进行了分析。最终发现，在体外和体内培养过程中，这两种菌株共有398个必需基因；另有17个基因仅在体外条件下必需，7个基因仅在体内条件下必需。此外，MGCS36044中有117个基因、MGCS36089中有110个基因与坏死性肌炎的发病机制相关。转座子插入MGCS36044中的34个基因增强了菌株的适应性，而83个基因的突变则降低了其适应性；MGCS36089中38个基因的突变增强了适应性，72个基因的突变则降低了适应性。值得注意的是，这两种菌株共有46个与适应性相关的基因，其中转运蛋白基因数量较多，这表明营养物质的获取在感染过程中起着关键作用。这些研究结果为开发针对SDSE感染的预防和治疗策略提供了重要参考。

章节摘录

引言

链球菌属的equisimilis亚种（SDSE）是一种与A组链球菌（GAS）密切相关的革兰氏阳性β-溶血性细菌病原体¹。SDSE分离株通常表达兰斯菲尔德C组或G组碳水化合物抗原²。SDSE可感染人类和多种动物³。在人类中，SDSE引起的疾病谱系与GAS引起的疾病相似²。不过，与GAS相比，SDSE的分子致病机制尚不完全清楚⁴。

材料与方法

细菌分离株及培养条件：这两个SDSE分离株MGCS36044和MGCS36089已在前文中详细描述¹⁷。它们在基因上高度相似，核心基因组中仅有571个单核苷酸多态性（SNPs）存在差异。除了fas操纵子中的fasB基因外，它们在其他主要调控基因（如双组分调节系统和独立调控基因）的等位基因上是完全相同的²⁶。SDSE菌株在Todd-Hewitt培养基中进行了体外培养

结果

SDSE分离株的选择及高度饱和转座子突变文库的构建：研究假设SDSE能够适应非人类灵长类动物坏死性肌炎过程中的环境变化。进一步假设，与在丰富培养基中的体外生长相比，某些SDSE基因会对这种适应性产生正面或负面的影响，从而导致可测量的适应性变化。为此，研究人员采用了TraDIS技术

随着SDSE引起的感染病例不断增加，其临床重要性日益凸显。然而，与其基因相似的GAS相比，SDSE的生存、生长及分子致病机制的分子决定因素仍不为人所熟知。最新研究表明，在实验性NHP坏死性肌炎过程中，SDSE的转录组发生了显著变化，表现为代谢相关基因和毒力基因的表达上调²⁶。

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致谢

我们感谢Stephen B. Beres博士在TraDIS生物信息学工作流程的建立和优化方面所做的关键贡献。同时感谢Stara Robertson博士、Alphina Ho博士及比较医学兽医技术团队提供的专业技术支持；Alma Amaya、Ryan Gadd、Regan Mangham、Eleanor Nichols、Matthew Ojeda Saavedra、Jordan Pachuca和Sindy Pena在实验技术方面的协助；以及Sasha Pejerrey博士和Heather McConnell在编辑工作上的帮助。