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hLife Article | 高毒铜绿假单胞菌的加强版“装备”：共表达同分泌效应蛋白ExoS和ExoU的III型分泌系
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论文亮点
本文揭示了同时携带III型分泌系统效应蛋白ExoS和ExoU的铜绿假单胞菌（exoS+/exoU+）的毒力特征和遗传演化机制。
论文导读 铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa，PA）是造成院内获得性感染的最主要的条件致病菌之一，相对而言其引发的社区获得性感染较为少见。铜绿假单胞菌的III型分泌系统 (Type III secretion system，T3SS) 及其效应蛋白是其感染宿主最关键的毒力因子。效应蛋白ExoS和ExoU被认为对铜绿假单胞菌的致病性贡献最大。铜绿假单胞菌通常只携带效应蛋白ExoS或ExoU，近期国外多篇文章报道在临床中分离到同时携带效应蛋白exoS和exoU基因（exoS+/exoU+）的铜绿假单胞菌，然而我们仍缺乏对exoS+/exoU+型铜绿假单胞菌的毒力水平和感染特征的全面认识。 中国科学院微生物研究所冯婕研究员团队、南开大学生命科学院白芳教授团队以及合作伙伴中国疾病预防控制中心传染病预防控制所李娟研究员、汕头大学医学院黄乃淇研究员在hLife发表题为“Emergence of hypervirulent Pseudomonas aeruginosa pathotypically armed with co-expressed T3SS effectors ExoS and ExoU”的文章，揭示了同时携带III型分泌系统效应蛋白ExoS和ExoU的铜绿假单胞菌（exoS+/exoU+）的毒力特征及其演化形成机制。该类型菌株目前已在我国及世界范围内分布，临床上需加强对该类型菌株的监测。 研究人员从分离自中国不同医院的214株铜绿假单胞菌中筛查到了5株exoS+/exoU+型铜绿假单胞菌，检出率约为2%。这些exoS+/exoU+型铜绿假单胞菌既可以引起院内感染，也可以引起健康人群的社区获得性感染。
随后，他们对exoS+/exoU+型铜绿假单胞菌临床分离株的毒力特征和遗传演化机制进行系统研究。研究人员发现exoS+/exoU+型铜绿假单胞菌的毒力水平整体上显著高于只携带exoS或exoU基因的菌株。其中来源于患者阑尾脓液的菌株SY29（exoS+/exoU+）的毒力最强，既可以引起小鼠肺部的急性感染，也可以促使小鼠皮肤发生脓肿，导致长期慢性感染。而ExoS和ExoU蛋白的高水平表达应是exoS+/exoU+型铜绿假单胞菌具有高毒力且可同时引起急、慢性感染的主要原因之一。此外，比较基因组学分析结果显示：exoS+/exoU+型铜绿假单胞菌可能是由exoS+型铜绿假单胞菌通过基因水平转移获得携带exoU的毒力岛后演化而来。值得注意的是，结合公共数据库分析发现，exoS+/exoU+型菌株目前在19个国家或地区（包括中国）均有分布。这些信息提示我们临床中应加强对此类高毒力铜绿假单胞菌的监测并发展相应的治疗策略。
作者简介 共同第一作者 宋宇琴 助理研究员 机构：中国科学院微生物研究所 研究方向：细菌耐药和毒力演化机制研究 穆永其 博士生 机构：中国科学院微生物研究所 研究方向：噬菌体防治策略研究 黄乃淇 研究员 机构：汕头大学医学院 研究方向：ROS/RNS在应激反应、细胞死亡和抗菌素耐药性中的机制研究 岳卓 硕士生 机构：南开大学生命科学学院 研究方向：病原微生物 李娟 研究员 机构：中国疾病预防控制中心传染病预防控制所 研究方向：病原菌耐药监测和防控 通信作者 冯婕 研究员 机构：中国科学院微生物研究所 研究方向：病原菌耐药及其防治策略研究 白芳 教授 机构：南开大学生命科学学院 研究方向：病原微生物
引用格式: Yuqin Song, Yongqi Mu, Nai-Kei Wong, et al. (2023). Emergence of hypervirulent Pseudomonas aeruginosa pathotypically armed with co-expressed T3SS effectors ExoS and ExoU. hLife. https://doi.org/10.1016/j.hlife.2023.02.001
——期刊新媒体部科微学术出品
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