李春玲，柯海意，徐民生，卞志標，張昆麗，李 艷，翟少倫

（1.廣東省農業(yè)科學院動物衛(wèi)生研究所/廣東省畜禽疫病防治重點實驗室/廣東省獸醫(yī)公共衛(wèi)生開放實驗室/農業(yè)農村部獸用藥物與獸醫(yī)生物技術廣東科學觀測實驗站，廣東 廣州 510640；2.廣東省高州農業(yè)學校，廣東 茂名 525000）

外膜囊泡（Outer membrane vesicles，OMV）是從革蘭氏陰性菌外細胞膜上以程序化方式自發(fā)性分泌而形成的球狀雙層膜納米結構，于1967年由Chatterjee 等在體外研究霍亂弧菌（Vibrio cholera）細胞壁結構時首次發(fā)現(xiàn)報道［1-2］，隨后在腦膜炎球菌感染的患者中觀察到OMV 的存在，表明OMV 在細菌發(fā)病機制中發(fā)揮作用。幾乎所有革蘭氏陰性菌均可在自然生長過程中分泌OMV［3-4］。OMV 只有納米大小，直徑一般為20～250 nm 左右，外層為磷脂雙分子層，由于來自細菌外膜，因此其主要包括細菌外膜及周質等細胞成分，包括膜脂質、膜蛋白、脂多糖、肽聚糖以及分泌蛋白、毒力因子等，脂多糖是OMV雙層膜上的最主要成分；此外，也可能包含細胞內成分，如胞內蛋白、DNA、RNA 和酶等，其中多數(shù)為病原體相關分子模式（Pathogen-associated molecular patterns，PAMP）和病原體特異性抗原，從而激活宿主的先天免疫反應和適應性免疫反應。OMV 的產量和組分變化可以很容易地通過其親本細菌的基因工程進行修飾而實現(xiàn)，這使它們成為傳遞宿主或外源性抗原的理想載體。

OMV 可通過多種機制產生，包括外膜出泡、爆炸性細胞裂解和鼓泡細胞死亡等，早期被認為是細菌的副產物，但越來越多的研究表明，OMV攜帶的蛋白質、核酸等來自細菌的成分，可用于調控宿主細胞的免疫功能、水平轉移基因，以及細胞-細胞間通信等，OMV 還通過多種方式影響細菌和宿主的生存狀態(tài)，包括形成生物膜、掠奪營養(yǎng)殺死競爭對手、提高細菌在群落和惡劣環(huán)境中的生存能力、調節(jié)宿主免疫、介導細菌通信和毒素釋放等［3-4］。因此，OMV 在病原菌致病過程中發(fā)揮多種生物學作用，其分子機制包括傳遞細菌毒力因子到宿主細胞［5］、傳播細菌耐藥基因［6-8］、中和噬菌體［9-10］、抑制其他細菌生長［11］、作為誘餌保護細菌免受噬菌體捕食、躲避抗生素攻擊、觸發(fā)細胞內多種信號通路、抑制或減弱宿主的先天性免疫功能等［12-13］，因此，OMV 作為細菌的模擬物，可以通過與靶細胞的競爭性結合來抑制其親本病原體對宿主細胞的粘附和感染。

近年來OMV 的諸多生物學功能被逐漸發(fā)現(xiàn)而成為研究熱點。目前已報道的OMV 細菌包括病原菌和益生菌兩大類。在病原菌方面，主要集中研究與人類疾病相關的病原菌，包括與人類消化系統(tǒng)疾病、呼吸系統(tǒng)疾病、生殖系統(tǒng)疾病等相關的病原菌。針對動物病原菌OMV 的研究也有少量報道，包括副豬嗜血桿菌［14］、豬傳染性胸膜肺炎放線桿菌［15-17］、豬鏈球菌［18-19］、卡氏桿菌［20-23］。在植物病原菌中，OMV 同樣發(fā)揮重要作用，包括介導細菌與植物宿主之間的互作［24］、調控細菌毒力和宿主免疫反應等［25-26］。本文綜述了病原菌來源OMV 的生物學作用，以及潛在的分子機制相關研究進展，以期為OMV 的應用提供參考。

1 OMV 在病原菌致病過程中的生物學作用

1.1 OMV 殺滅或抑制病原菌生長

早在1996 年就有OMV 殺滅病原菌的相關報道。Kadurugamuwa 等［27］研究發(fā)現(xiàn)，與自然分泌的OMV 相比，短期內接觸慶大霉素的銅綠假單胞菌產生更多的OMV，而且產生的OMV 均含有幾個重要的毒力因子，能夠導致其他細菌發(fā)生崩解死亡。OMV 采用的另一個抗菌策略是基于親本細菌的營養(yǎng)掠奪性，Schulz 等［28］研究證明了一種土壤掠食性細菌黃色黏球菌的OMV 能夠殺死大腸桿菌，在融合酶存在時該OMV 對大腸桿菌的抗菌活性增強，可提高親本細菌的生存機會，尤其在營養(yǎng)不良的環(huán)境中，囊孢桿菌目毫毛種（Cystobacte velatus）Cbv34 菌株和堆囊菌亞種（Sorangiineae）SBSr073 菌株分泌的OMV 能夠顯著抑制大腸桿菌生長，且抗菌水平與慶大霉素相當。除了殺菌抑菌活性外，OMV 的抗真菌活性也有報道。產酶乳桿菌是真菌的捕食者［29］，溶酶桿菌C3 株產生的OMV 能直接抑制釀酒酵母和絲狀真菌鐮刀菌的生長［30］。

1.2 OMV 直接導致疾病發(fā)生或病情加劇

OMV 在細菌感染介導的炎癥反應和器官損傷的發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用，可同時向宿主細胞內部傳遞多種毒力因子，使病原體無需與宿主細胞直接密切接觸即可與宿主相互作用，導致疫病發(fā)生；同時OMV 也被認為是細菌攻擊宿主組織的“遠程武器”，能幫助細菌病原體在其生物學生態(tài)位上定植、損害宿主細胞功能并調節(jié)宿主防御。

Fan 等［31］在大鼠上證實了分離的牙齦假單胞菌OMV 在體內和體外都參與了牙周炎的發(fā)生發(fā)展，導致大鼠的牙槽骨明顯被再吸收。OMV 在炎癥肺反應和巨噬細胞促炎激活中具有更復雜的作用，各種類型的革蘭氏陰性菌釋放類似的OMV，促進骨髓來源的巨噬細胞和肺泡巨噬細胞的促炎激活；氣管內滴注OMV 可誘導小鼠肺部出現(xiàn)顯著的炎癥反應，OMV 既可以觸發(fā)表面蛋白介導的信號通路，也可以觸發(fā)細胞內信號通路；與脂多糖相比，OMV 在激活巨噬細胞方面發(fā)揮更強大的作用［32］；Natsui 等［33］使用小鼠肝來源細胞和小鼠肝硬化模型研究來自大腸桿菌的OMV 在小鼠肝硬化發(fā)病機制中的作用，結果顯示，在體外OMV 可誘導巨噬細胞和中性粒細胞的炎癥反應，包括C 型凝集素家族4 成員E（Clec4e）的上調，并抑制肝細胞白蛋白的產生，最終導致肝臟炎癥增加。來自幽門螺桿菌的OMV 在體外可誘導胃上皮細胞出現(xiàn)胃炎樣表型［34］。綠膿桿菌OMV 中含有一種CIF（PA2934）的細菌毒素，它能減少CFTR介導的人呼吸道上皮細胞氯的分泌，從而減少病原體的粘液纖毛清除，降低氣道水合作用［35］。腸出血性大腸桿菌（EHEC）等腸道致病性大腸桿菌在實驗室條件下以及感染期間產生OMV 并以其活性形式釋放，通過細胞分選過程運輸?shù)狡涮囟ǖ募毎?，從而促進細菌的致病性［36］。常見的胃病病原體幽門螺桿菌OMV 可以越過生物屏障到達大腦，這些OMV 被星形膠質細胞攝取，導致膠質細胞激活和神經元功能障礙，最終加劇認知能力的下降。從發(fā)病機制上來看，是由于補體成分3(C3)-C3a 受體（C3aR）信號在腸道幽門螺桿菌OMV 存在時調節(jié)星形膠質細胞、小膠質細胞和神經元之間的相互作用并發(fā)揮關鍵作用［37］。肺部生境中共生擴張擬桿菌和普雷氏菌的OMV 通過Toll 樣受體-MyD88 接頭信號誘導IL-17B 的產生，調節(jié)促纖維化的炎性細胞因子網絡來促進肺纖維化等［38］。腸道中革蘭氏陰性細菌OMV 能導致腸屏障功能障礙［39］。可見，OMV在病原致病過程中發(fā)揮重要作用。

1.3 OMV 介導病原菌耐藥

攜帶碳青霉烯酶（KPC）的肺炎克雷伯菌OMV，在低濃度時能促進綠膿桿菌對碳青霉烯的耐藥性突變、降解亞胺培南，保護敏感的綠膿桿菌抵抗亞胺培南的治療，表明OMV 賦予其他敏感菌獲得體內外耐藥表型，是一種新型的抗生素耐藥性來源［40］。傷寒沙門氏菌中與OMV 生物發(fā)生相關基因突變可以釋放囊泡，從而提高保護細菌免受膜活性物質侵害的能力，提取的OMV 以濃度依賴的方式保護傷寒沙門氏菌免受多粘菌素B（Polymyxin B,PMB）的傷害，這種突變體可以通過OMV 在功能上將耐藥性轉移到周圍的細菌，降低抗菌劑的有效濃度，并有利于在環(huán)境中選擇自發(fā)耐藥菌株［41］。浮游和生物膜來源的銅綠假單胞菌OMV 均可將質粒編碼的抗生素耐藥性傳遞給受體銅綠假單胞菌，而生物膜來源的OMV攜帶更多的質粒DNA，更加高效地將耐藥基因轉移到受體細菌中，使易感菌在抗生素治療期間依然能存活［42］；來自PMB 耐藥的鮑氏不動桿菌OMV 促進了生物膜的形成，可以保護敏感菌免受PMB 破壞，用PMB 處理的梅隆格氏桿菌感染模型表明，OMV 通過保護鮑曼不動桿菌免受PMB感染而增加了幼蟲的死亡率［43］。

1.4 OMV 作為誘餌保護親本菌逃避噬菌體或抗生素等外來攻擊

OMV 具有與親本菌外膜基本相同的膜成分，當外膜受攻擊時，OMV 可以作為潛在的誘餌，將攻擊轉離親本細菌。例如，產腸毒素大腸桿菌OMV 可以快速且不可逆地與T4 噬菌體結合，從而使親本細菌有效逃避攻擊［44］。霍亂弧菌分泌OMV 作為一種防御機制，賦予其免受噬菌體捕食的能力，并且這種OMV 介導的抑制依賴于噬菌體受體［44］。在耐β-內酰胺的大腸桿菌OMV 中已發(fā)現(xiàn)孔蛋白和β-內酰胺酶，并可能通過β-內酰胺類抗生素的水解參與敏感菌株在抗生素存在下的生存，孔蛋白OMPC 和OMPF 允許β-內酰胺類抗生素滲透到OMV 的管腔，從而被β-內酰胺酶降解，揭示了OMV 在細菌防御機制中的重要作用［45］。Zhu 等［17］研究發(fā)現(xiàn)，只分泌ApxII 和ApxIII 毒素的豬胸膜肺炎放線桿菌血清8型臨床分離株（MIDG2331 株）自發(fā)釋放的天然OMV，可抑制豬肺泡巨噬細胞在滅活或活親本菌刺激下的先天免疫反應，在疫苗配方中添加OMV能顯著提高免疫動物對ApfA 和VacJ 的特異性IgG 效價，證實OMV 具有佐劑活性，但產生的抗體應答并不能對胸膜肺炎放線桿菌感染提供有效保護。

2 OMV 發(fā)揮生物學作用的分子機制

2.1 OMV 作為生物穿梭系統(tǒng)水平轉移病原菌和宿主細胞的功能分子

Bittel 等［46］將重組表達Cre -重組酶的大腸桿菌導入Rosa26 小鼠，利用Cre-LoxP 系統(tǒng)在體內報告了細菌OMV 向受體細胞的轉移，將這些大腸桿菌定殖于小鼠的腸道后，導致沿腸上皮細胞（包括腸干細胞和粘膜免疫細胞，如巨噬細胞）中Cre-重組酶誘導的熒光報告基因表達。此外，細菌來源的Cre 在廣泛的宿主組織（包括心臟、肝臟、腎臟、脾臟和大腦）中誘導擴展標記基因表達［47］。Rueter 等［36］研究發(fā)現(xiàn)，腸出血性大腸桿菌EHEC O157 型大腸桿菌臨床分離株OMV 攜帶志賀毒素2a（Stx2a）、細胞致死膨脹毒素V（CdtV）、EHEC 溶血素和鞭毛蛋白等一系列關鍵毒力因子，這些毒素借助OMV 通過動力依賴性內吞作用進入細胞，并在胞內運輸過程中采用不同方式與囊泡分離，其中Stx2a 和CdtVB 在早期核內體中與OMV 分離，Stx2a 與其受體?；拾按既禾且黄鸨晦D運到高爾基復合體和內質網，催化成Stx2a A1 片段后被轉運到細胞質中；CdtV-B 逆行至內質網后轉運到細胞核到達DNA，而CdtV-A 和CdtV-C 亞基仍然與OMV 一起在溶酶體內。EHEC 溶血素從溶酶體OMV 中分離并靶向線粒體。OMV 釋放的CdtV-B 引起細胞DNA 損傷，激活DNA 損傷反應，導致G2 細胞周期阻滯。Stx2a 和CdtV 通過Caspase-9 激活誘導細胞凋亡，最終導致細胞死亡。產酶乳桿菌能產生多種結構的抗菌化合物，如熱穩(wěn)定抗真菌因子（HSAF）及其類似物。產酶基因OH11 中存在一個基因LeLPMO10A，該基因編碼一種溶血型多糖單加氧酶且共定位于OMV 中，去除LeLPMO10A后，OH11 細胞在菌絲表面形成球形小泡，附著在菌絲上的細胞數(shù)減少［29］。這種抑制作用依賴于OMV 與細胞之間的物理接觸，OMV 介導抗真菌活性分子的轉移［30］。

2.2 OMV 作為病原菌小分子代謝物結合到宿主體內的通道

使用非靶向高覆蓋率代謝組學方法，Bryant等［47］在體外條件下對比測量了多形擬桿菌OMV的小分子含量，以確定這些代謝物被包裝到這些囊泡中可能發(fā)揮的作用，結果發(fā)現(xiàn)一組高度保守的核心小分子被多形擬桿菌包裝進OMV，這些小分子富含小鼠可消化的代謝物，以及與小鼠GIT定植相關的代謝物?？梢?，通過親密共生進化，由多形擬桿菌產生的OMV 已被用作小分子結合到哺乳動物宿主體內的通道。牙齦假單胞菌OMV在體外被人牙周韌帶細胞（hPDLCs）攝取，隨后導致細胞凋亡和炎性細胞因子釋放，這一過程是由OMV 中的sRNA45033 完成的。Fan 等［31］對牙齦假單胞菌OMV 進行生物信息學分析和靶基因篩選，確定5 號染色體框（CBX5）為sRNA45033的下游靶基因，并證實sRNA45033 靶向CBX5 調控hPDLC 的凋亡，這些結果表明牙齦假單胞菌與牙周炎發(fā)展過程相關，并與細菌的毒力有關。Ryu 等［32］利用TLR4 基因敲除細胞，發(fā)現(xiàn)OMV比脂多糖對激活巨噬細胞發(fā)揮更強大的作用，OMV 觸發(fā)S100-A8 蛋白介導的通路，強烈誘導巨噬細胞促炎活化和炎性肺反應。

2.3 OMV 介導耐藥基因水平轉移

OMV 介導的耐藥基因水平轉移被認為是偶聯(lián)、轉化和轉導3 種傳統(tǒng)機制以外的一種水平傳播新機制。blaCTX-M-15基因編碼腸桿菌科細菌中最常見的CTX-M 超廣譜β-內酰胺酶（ESBL），大腸桿菌O104:H4 OMV 將blaCTX-M-15、blaTEM-1和 相關的質粒pESBL 轉移到不同種類的腸桿菌科，在模擬腸內條件和環(huán)丙沙星應激下，OMV 介導的轉移頻率顯著增加，接受了攜帶pESBL 的blaCTX-M-15和blaTEM-1的受體菌獲得了對頭孢噻肟、頭孢他啶和頭孢泊肟的耐藥性［10］。高致病性肺炎克雷伯菌產生的OMV 可以將毒力基因和耐藥基因水平轉移到產生ESBL 的低毒力肺炎克雷伯菌上，從而產生抗微生物的高毒力轉化菌，而且轉化菌在體內外均表現(xiàn)出耐藥性和高毒力［48］。Wang 等［49］對兩株具有超強毒力或碳青霉烯耐藥特性的肺炎克雷伯菌HvK2115 株和CRK3022 株的OMV 進行純化，結果發(fā)現(xiàn)OMV 中攜帶毒力或抗性基因，對其水平轉播能力分析結果表明，OMV 可介導毒力質粒phvK2115（來自HvK2115 株）在種內和種間水平轉移；OMV 可同時將兩個耐藥質粒轉入肺炎克雷伯菌和大腸桿菌受體菌株，OMV 介導的毒力質粒phvK2115 水平轉移可顯著增強人耐碳青霉烯類肺炎克雷伯菌CRK3022 的致病性，而且由于OMV 介導的水平轉移導致肺炎克雷伯菌毒力基因和碳青霉烯耐藥基因共存，從而產生對碳青霉烯耐藥的超強毒力肺炎克雷伯菌。Chatterjee等［50］通過采用密度梯度法分離和純化攜帶質粒介導的blaNDM-1和aac(6')-Ib-cr基因、對碳青霉烯類耐藥的鮑曼不動桿菌株。從OMV 中提取DNA，用于PCR 反應和斑點雜交分析，研究β內酰胺酶耐藥基因blaNDM-1 通過鮑曼不動桿菌A-115 釋放OMV 的傳播能力，結果顯示OMV 可介導耐藥基因blaNDM-1和aac(6')-Ib-cr轉移到鮑曼不動桿菌ATCC 19606 和E.ColiJM109 受體細胞中，且能夠顯著提高轉化子的MIC值。有些細菌（如副雞禽桿菌）OMV 傳播的抗生素耐藥基因（ARGs）只暫時性出現(xiàn)在受體菌中，經過傳代后即行丟失，不能長期存在［6］，其機制仍需進一步研究。

2.4 OMV 介導病原菌逃避宿主天然免疫

2.4.1 抵抗宿主防御素 宿主防御素（Host defense peptide,HDP）是先天免疫系統(tǒng)的一部分，HDP 及其衍生的抗菌素由于低耐藥性，具有強大的抗菌活性和替代抗生素的潛力。但有研究發(fā)現(xiàn)，亞致死濃度的HDP 增加了大腸桿菌OMV 的釋放，顯著提高了這些細菌對抗生素的最低殺菌濃度，提示細菌通過釋放OMV 處理被HDP 影響的細胞膜，OMV 作為HDP 的誘餌保護細菌，成為細菌抵抗宿主HDP 的潛在機制。但并非所有細菌都采用這種防御機制，添加從HDP 處理的細菌上清液中分離純化的OMV 或熱處理的OMV 也能保護大腸桿菌免受PMAP-36、CATH-2 和LL-37 的殺傷［51］。

2.4.2 抑制補體系統(tǒng)功能 補體系統(tǒng)為機體抵抗任何入侵的病原微生物提供了強大的第一道免疫防線。因此，許多病原體已經進化出各種各樣的防御機制，以自我保護免受補體系統(tǒng)可溶性分子及其攻擊復合物的侵害。Dehinwal 等［52］研究發(fā)現(xiàn)，腸道沙門氏菌OMV 可作為補體陷阱，并通過招募補體抑制因子H 使宿主細胞C3b 失活。

2.4.3 激活或抑制炎性體通路 大腸桿菌OMV作為介導脂多糖LPS 胞質定位的載體，在被網格蛋白介導的內吞作用攝取后，將LPS 遞送到宿主細胞的細胞質中，LPS 從早期內吞區(qū)室轉移到細胞質中，激活胞質中的LPS 感應通路，進而激活促炎LPS 傳感器caspase-11，最后導致細胞焦亡和caspase-1 激活［53］。進一步研究發(fā)現(xiàn)，鳥苷酸結合蛋白（Guanylate binding proteins,GBP）是OMV 激活胞質caspase-11 所必需的宿主因子，GBP 參與調控OMV 介導炎癥［54］。由臨床分離的霍亂弧菌El Tor 生物型產生的OMV 很容易被人類腸道細胞系通過小窩蛋白介導的內吞作用攝取，將具有生物活性的霍亂毒素遞送到腸上皮細胞，由于OMV 相關霍亂毒素不被腸道蛋白酶降解，因此可在腸道中持續(xù)較長時間并保持毒素活性［40］。由致病性大腸桿菌分泌的OMV 則通過破壞自噬體-溶酶體融合抑制巨自噬/自噬流，從而阻止酸性自噬溶酶體的形成和自噬體清除。此外，OMV 更容易激活非經典炎癥小體通路，加劇致病性［55］。

具核梭桿菌Fusobacterium nucleatum釋放的OMV 通過Toll 樣受體4（TLR4）刺激結腸上皮細胞分泌促炎細胞因子白細胞介素-8（IL-8）和腫瘤壞死因子（TNF），也刺激人結腸單層分泌TNF、p-ERK、p-CREB，活 化NF-κB［56］。OMV 可誘導人單核細胞來源的樹突狀細胞（DC）、小鼠骨髓來源的DC 和CD11c+脾臟DC 的成熟。OMV 誘導的DC 成熟依賴于LPS 和Toll 樣受體信號通路下游的髓樣分化初級反應蛋白88（MyD88）接頭蛋白的存在。重要的是，OMV 沒有誘導細胞焦亡/細胞死亡，而是提供了一個在DC 內的顯著生存優(yōu)勢。OMV 誘導BMDC 和脾臟CD11c+DC 向OTI CD8+T 細胞強效交叉呈遞，這依賴于MyD88；而OMV 誘導的交叉呈遞僅部分依賴于CD8a+交叉呈遞DC 亞群。

OMV 還通過sRNA 介導并抵消宿主的促炎免疫反應。Koeppen 等［48］使用RNA-Seq 研究發(fā)現(xiàn)，銅綠假單胞菌OMV 中含有不同包裝的sRNA，sRNA 向人氣道細胞轉移，其中sRNA52320 是銅綠假單胞菌蛋氨酸t(yī)RNA 的一個片段，在OMV 中含量豐富，可減少由LPS 或OMV 誘導的人氣道上皮細胞分泌IL-8，減弱OMV 誘導的小鼠肺KC細胞因子分泌和中性粒細胞浸潤，表明OMV 中的sRNA52320 是宿主-病原體相互作用、降低宿主免疫反應的新機制。牙齦卟啉桿菌OMV 中的小RNA（msRNA）sRNA45033 靶向5 號染色體盒（CBX5），CBX5 通過p53 DNA 甲基化調控細胞凋亡［31］，放線共生放線桿菌（Aggregatibacter actinomycetemcomitans,Aa）的OMV 能把自身攜帶的小RNA 加載到宿主RNA 誘導的沉默復合體中，從而調節(jié)宿主靶基因轉錄，揭示微生物OMV衍生的小RNA 在宿主基因調控中的細胞質傳遞和活性。這些小RNA 通過TLR-8 和NF-κB 信號通路促進TNF-α 產生，對小鼠心內注射Aa OMV，OMV 經血腦屏障后成功遞送至大腦，小RNA 增加了小鼠大腦中TNF-α 的表達，表明OMV 的microRNA 調控宿主基因是一種新的宿主基因調控機制［52］。

2.5 其他機制

OMV 可以將自溶素遞送到其他細菌中，通過水解其他細菌細胞壁的最基本成分并維持高細胞內滲透壓使其他細菌崩解死亡。在營養(yǎng)不良的環(huán)境中，含有蛋白酶、磷酸酶和其他水解酶等多種酶的OMV，在融合酶存在時與靶細胞融合，利用所承載的多種活性酶（水解酶）和次生代謝產物殺死大腸桿菌，提高親本細菌的生存機會。有些OMV 通過存在于其中的細菌拓撲異構酶抑制劑（囊狀桿菌胺）發(fā)揮抑制其他細菌生長的作用［28］。在限制霍亂弧菌感染和霍亂傳播方面，OMV 作為一種防御機制，為霍亂弧菌提供保護，使其免受噬菌體捕食，并且這種OMV 介導的抑制依賴于噬菌體受體。噬菌體治療或預防應該考慮到OMV 的產生，作為一種可能影響噬菌體治療結果的細菌誘餌機制，OMV 表面被動的釋放過程有助于噬菌體防御。研究OMV 抵抗3 種強毒噬菌體ICP1、ICP2 和ICP3 對霍亂弧菌的感染，結果證明OMV 可作為天然誘餌保護細菌免受噬菌體侵食［44］。Ma 等［57］探討小腸結腸炎耶爾森菌OMV 對生物被膜形成的影響，發(fā)現(xiàn)OMV 抑制了小腸結腸炎耶爾森菌生物膜的形成，但不影響小腸結腸炎耶爾森菌的生長。此外，OMV 對腸炎沙門氏菌和金黃色葡萄球菌的生物被膜也有抑制作用。隨后證實，OMV 中的脂多糖LPS 能抑制生物膜形成，LPS 對多種細菌表現(xiàn)出良好的抗生物被膜活性；而OMV 中的蛋白質、DNA 或RNA 不能抑制生物膜形成。細菌運動和生物被膜相關基因pgaABC、motb和f lhBD的表達被內毒素抑制。

3 展望

OMV 獨特的納米結構、組成以及在病原菌致病過程中的生物學作用等賦予了其在細菌病治療、疫苗抗原等多方面的應用前景，包括作為藥物和疫苗抗原遞送工具及直接用作抗生素非依賴的抗菌藥物和疫苗抗原。在細菌病防治方面，OMV 所具有的遞送復雜細胞大分子的獨特能力使其可作為抗生素遞送載體。OMV 有望成為針對防治細菌感染更有效的功能化抗生素輸送系統(tǒng)，以及不依賴抗生素的抗菌藥物，應用于細菌病感染的治療［7,58］。例如，針對危害人畜健康的豬鏈球菌病等，以工程菌OMV 為抗生素載體，基于OMV 突破血腦屏障的特性，將顯著提高抗生素對腦炎型細菌病的治療效果。

OMV 由于其天然的抗原性和良好的生化特性，顯示出作為疫苗的巨大潛力，OMV 已被應用于血清B 型腦膜炎奈瑟菌疫苗的研發(fā)，該疫苗對多種腦膜炎球菌B 株具有廣泛的保護作用［59］；來自丁香假單胞菌和熒光假單胞菌的OMV 激活植物的免疫反應，保護植物免受細菌和卵菌病原體的侵害。重要的是，OMV 介導的植物免疫反應不同于由保守的細菌表位或單獨的效應分子觸發(fā)的反應［60］。制備細菌OMV 包覆的載卵清蛋白(Ovalbumin,OVA)聚乳酸-羥基乙酸共聚物納米載體，并經小鼠鼻腔免疫，發(fā)現(xiàn)該納米給藥系統(tǒng)能同時使OMV 和OVA 被攝取與呈遞,產生較強的小鼠黏膜免疫誘導反應［61］。以細菌OMV 結合三嵌段聚合物普朗尼克F127(PEO100-PPO65-PEO100),該載體能夠有效促進巨噬細胞分泌抗腫瘤細胞因子,具有免疫調節(jié)作用［62］。兔波氏桿菌OMV 包含多種與該菌毒力和感染機制有關的蛋白質［63］。副豬嗜血桿菌病、豬傳染性胸膜肺炎、鴨疫里默氏桿菌病、雞白痢等，是目前在畜禽養(yǎng)殖生產中流行廣泛、危害嚴重的病原菌，這些細菌血清型眾多，相互之間缺少有效的交叉保護，因此，開展相關病原的OMV 疫苗研發(fā)，將有望實現(xiàn)這些疫病的綠色高效防控。未來在OMV 抗原及疫苗產量、安全性和免疫周期方面仍需進一步改進和發(fā)展。例如，可通過基因編輯技術、合成生物學方法，用外源抗原修飾OMV 等，以提高OMV 的產量和安全性，此外，應用噬菌體治療或預防應考慮到OMV 的產生是一種可能影響噬菌體治療效果的細菌誘餌機制。