余海燕,楊國平,2

作為人類結(jié)核病的主要致病病原體,結(jié)核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis,Mtb)的強(qiáng)毒力和高致病性,嚴(yán)重威脅到人們的身體健康,當(dāng)Mtb感染機(jī)體時,Mtb可通過分泌系統(tǒng)、分泌蛋白等與宿主樹突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)、巨噬細(xì)胞(Macrophages,M?)等相互作用,并調(diào)節(jié)宿主細(xì)胞的免疫功能,介導(dǎo)Mtb在宿主細(xì)胞內(nèi)的存活,引起疾病。ESX/T7SS 分泌系統(tǒng),即Ⅶ型分泌系統(tǒng)作為Mtb的獨(dú)有分泌系統(tǒng)通過一種接觸依賴性機(jī)制裂解宿主細(xì)胞并分泌毒力因子[1],減弱M?的炎癥反應(yīng),阻止吞噬溶酶體的融合、成熟及酸化,抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)和反應(yīng)性氮中間產(chǎn)物的毒性效應(yīng),干擾M?抗原呈遞,抑制宿主M?凋亡和自噬以逃避和破壞宿主免疫系統(tǒng)并在宿主M?中持續(xù)存活。比較基因組學(xué)研究顯示Mtb基因與減毒牛分枝桿菌卡介苗(BacillusCalmette-Guerin,BCG)相比,BCG基因組中缺失一種存在于Mtb的esx-1基因座[2],從Mtb中刪除 esx-1基因座時其毒力會明顯降低[3-5],將esx-1基因座轉(zhuǎn)移到BCG 中時會恢復(fù)BCG的部分毒力[6-7],表明ESX-1分泌系統(tǒng)對Mtb的毒力至關(guān)重要。

ESX-1分泌系統(tǒng)除存在于Mtb中,亦存在于其他致病性和非致病性分枝桿菌種屬中。在致病性海分枝桿菌(Mycobacteriummarinum,Mm)中,ESX-1的毒力因子可下調(diào)其感染的M?中miR-147-3p[8],促進(jìn)其在M?內(nèi)存活;還可介導(dǎo)吞噬體膜透化,影響M?膜完整性,導(dǎo)致細(xì)胞外分枝桿菌DNA擴(kuò)散到M?胞質(zhì)溶膠中,通過cGAS/STING 途徑感知到桿菌,從而驅(qū)動I型干擾素(Interferon,IFN)的產(chǎn)生[9],促進(jìn)分枝桿菌感染。研究還發(fā)現(xiàn)Mm ESX-1 負(fù)責(zé)將桿菌從吞噬溶酶體轉(zhuǎn)移到M?胞質(zhì)溶膠[10],促進(jìn)桿菌擴(kuò)散。Mm ESX-1系統(tǒng)可以在體外促進(jìn)紅細(xì)胞(Erythrocyte/Red Blood Cell,RBC)裂解,引起溶血[11]。已有研究表明Mtb和非致病性恥垢分枝桿菌(Mycolicibacteriumsmegmatis,Ms)的差異區(qū)域1(region of difference-1,RD1)具有高度同源性,在功能上是等效的,ESX-1基因簇位于RD1區(qū),可調(diào)節(jié)Ms的DNA轉(zhuǎn)移[12]。

因此,我們就ESX-1分泌系統(tǒng)與宿主M?相互作用的過程及機(jī)制進(jìn)行綜述,以期為Mtb的發(fā)病機(jī)制、臨床治療、疫苗研發(fā)靶點(diǎn)的尋找提供基礎(chǔ)。

1 ESX-1分泌系統(tǒng)的組成

ESX分泌系統(tǒng)參與Mtb的毒力和致病過程,由ESX-1,ESX-2,ESX-3,ESX-4 和 ESX-5組成,且各系統(tǒng)相互獨(dú)立存在,其中ESX-1分泌系統(tǒng)是Mtb中最重要及研究最多的蛋白分泌系統(tǒng),負(fù)責(zé)Mtb侵入宿主細(xì)胞,調(diào)節(jié)機(jī)體防御系統(tǒng),是Mtb發(fā)揮毒力作用的主要分泌系統(tǒng)。研究顯示多種蛋白質(zhì)參與ESX-1分泌系統(tǒng)的組成,包括Mtb中重要毒力因子即早期分泌抗原靶蛋白6(early secreted antigenic target of 6 kDa,ESAT-6)和培養(yǎng)濾液蛋白10(culture filtrate protein of 10 kDa,CFP-10),通過特殊的分泌機(jī)制作用在細(xì)菌表面,參與病原菌與宿主細(xì)胞的相互作用。對宿主細(xì)胞能產(chǎn)生較強(qiáng)的毒力作用和免疫調(diào)節(jié)作用的ESX-1分泌相關(guān)蛋白EspA、EspB、EspC、EspD、EspE、EspF、EspR和PE/PPE家族蛋白PE35、PPE68等,以及尚在研究中的其他ESX-1分泌相關(guān)蛋白EspM、EspJ、EspK、EspI。此外,5種膜相關(guān)的ESX-1保守核心成分 (EccB1、EccCa1、EccCb1、EccD1、EccE1) 及胞質(zhì)輔助成分 (EspG1、EccA1和EspH)共同構(gòu)成Mtb的跨細(xì)胞質(zhì)膜通道,并通過幾個保守的AAA ATPase結(jié)構(gòu)域提供能量以將底物蛋白運(yùn)輸穿過細(xì)胞膜,發(fā)揮毒力作用和免疫調(diào)節(jié)作用。除這些成分之外,膜結(jié)合真菌蛋白酶MycP1可處理特定的ESX-1底物并穩(wěn)定膜復(fù)合物,并調(diào)節(jié)具ESAT-6和CFP-10的分泌以平衡Mtb毒力,對維持Mtb感染至關(guān)重要。ESX-1分泌系統(tǒng)的組成見圖1及表1。

表1 Mtb的ESX-1分泌系統(tǒng)相關(guān)蛋白

圖1 Mtb的ESX-1系統(tǒng)的基因結(jié)構(gòu)

2 Mtb ESX-1分泌系統(tǒng)的分子機(jī)制

Mtb需要專門的分泌機(jī)制跨越內(nèi)膜和外膜分泌毒力因子。其ESX-1分泌系統(tǒng)由EccB1、EccCa1、EccCb1、EccD1和EccE1 5個保守的核心膜成分組成膜蛋白和ESX-1分泌的核心組件,5個保守的核心成分在中心孔周圍采用六聚體排列,組裝成一個穩(wěn)定的分泌孔復(fù)合物,推動ESX-1底物通過分泌通道[13]。通過寡聚體建模和ATP對接發(fā)現(xiàn),EccB1可能是形成底物轉(zhuǎn)運(yùn)通道的六聚體ATP酶,通過水解ATP為ESX-1毒力因子轉(zhuǎn)運(yùn)提供能量,其N末端跨膜域可能參與跨質(zhì)膜和菌膜通道的形成[14]。此外,EccB1具有細(xì)長的偽對稱形狀和連續(xù)的疏水性的核心參與其形成跨越 ESX 分泌系統(tǒng)內(nèi)膜和外膜結(jié)構(gòu)的一部分;EccC 是 FtsK/SpoIIIE 樣 ATP 酶家族的成員,可為跨分枝桿菌膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)提供能量;EccD的C端緊密連接11 個跨膜螺旋,參與分泌底物蛋白的跨膜通道的形成[15]。研究表明EccB1、EccCa1、EccD1分別有1、3、11個轉(zhuǎn)膜位點(diǎn),可與含有ATP結(jié)合位點(diǎn)的細(xì)胞質(zhì)蛋白EccCb1共同形成ESX-1分泌復(fù)合體,通過水解ATP產(chǎn)生能量驅(qū)動ESAT-6和CFP-10的易位,且EccD1也參與了CFP-10 的分泌[16]。

ESX-1中EccA1是具有AAA+ATP酶結(jié)構(gòu)的胞質(zhì)伴侶蛋白,能與EccB1、EccCa1、EccCb1相互作用促進(jìn)ESAT-6和CFP-10蛋白的分泌。EspC的C端在 Mtb細(xì)胞包膜中形成絲狀結(jié)構(gòu)[17-18],可作為ESX-1分泌蛋白的分泌通道,介導(dǎo)相關(guān)蛋白的分泌。

Mtb的EspB可通過其N螺旋末端與其伴侶EspK的C末端結(jié)構(gòu)域相互作用,以維持其分泌能力強(qiáng)的單體形式,并防止過早寡聚化[19],表明EspK可促進(jìn)EspB的分泌。

Mtb反應(yīng)調(diào)節(jié)的雙組份系統(tǒng)PhoR/PhoP對Mtb ESX-1毒力因子分泌有著重要影響。研究發(fā)現(xiàn)Mtb的減毒株H37Ra的PhoP的C末端DNA結(jié)合域發(fā)生點(diǎn)突變導(dǎo)致ESAT-6分泌缺陷,將H37Rv PhoP引入H37Ra可恢復(fù)ESAT-6的分泌;PhoP-EspR-espACD調(diào)節(jié)回路參與調(diào)控ESAT-6的分泌,PhoP-EspR 蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用控制的 espACD 調(diào)節(jié)區(qū)的PhoP 和 EspR同時募集可促進(jìn) espACD 激活,進(jìn)而調(diào)節(jié) ESAT-6 分泌[20]。

3 Mtb ESX-1分泌系統(tǒng)的效應(yīng)蛋白及功能

3.1 Mtb ESX-1分泌系統(tǒng)的毒力作用 ESX-1分泌系統(tǒng)作為Mtb發(fā)揮毒力作用的主要分泌系統(tǒng),其毒力的發(fā)揮,需要多種蛋白的參與、介導(dǎo)及相互作用,主要包括ESAT-6、CFP-10、EspA、EspB、EspC、EspE、EspF等。

ESAT-6和CFP-10是Mtb 的ESX-1分泌系統(tǒng)最先發(fā)現(xiàn)的兩種小分泌蛋白,是Mtb重要的毒力因子,對Mtb的毒力發(fā)揮和免疫調(diào)節(jié)起關(guān)鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)ESAT-6可調(diào)節(jié)宿主細(xì)胞膜的離子通道,在酸性環(huán)境下(pH≤5)會發(fā)生構(gòu)象轉(zhuǎn)變并插入脂質(zhì)體膜,進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞溶解[3],介導(dǎo)吞噬體損傷,還可通過抑制M?活化、誘導(dǎo)M?凋亡、抑制自噬體形成等干擾宿主細(xì)胞的免疫應(yīng)答。對ESAT-6 結(jié)構(gòu)分析表明 C末端的完整性是M?吞噬體損傷,肉芽腫形成和介導(dǎo)毒力作用所必需[21]。已有研究證明ESAT-6 可能通過Toll樣受體4-Trif(Toll-like receptor 4-Trif,TLR4-TRIF) 信號通路誘導(dǎo)M?中 IFN-β 基因表達(dá)以促進(jìn)Mtb感染[22]。ESAT-6還可通過激活STAT3誘導(dǎo)M?產(chǎn)生白細(xì)胞介素6(interleukin 6,IL-6)[23],抑制1 型輔助 T(T helper type 1,Th1)細(xì)胞型保護(hù)性反應(yīng),介導(dǎo)Mtb毒力的發(fā)揮。

從圖2(b)中的4幅圖像可以看出：對于室內(nèi)環(huán)境拍攝的油菜3種類型葉片圖像和戶外堪環(huán)境拍攝的葉片圖像，本文方法不僅可以把主葉脈和部分側(cè)葉脈提取出來，還可將葉面上的污點(diǎn)和蟲咬痕跡同時分離出來(圖2(b)第3幅圖像圈出部分)。

EspA在分泌后可形成二硫鍵的同型聚體,二硫鍵形成對Mtb 的毒力必不可少,是Mtb 在宿主體內(nèi)生存和致病所必需。研究發(fā)現(xiàn)EspA二硫鍵斷裂不會影響ESX-1系統(tǒng)相關(guān)蛋白質(zhì)分泌及Mtb誘導(dǎo)的IFN-β 反應(yīng)和強(qiáng)烈CD4+和 CD8+T 細(xì)胞反應(yīng),但抑制EspA 二硫鍵形成則會破壞Mtb細(xì)胞壁完整性,使 Mtb 在動物和M?中毒力明顯減弱[24],研究還發(fā)現(xiàn)Mtb細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)被破壞會損害其與宿主細(xì)胞的界面,引起Mtb毒力降低,導(dǎo)致其在宿主體內(nèi)存活能力也隨之減弱,而Mtb的EspA 可通過維持Mtb表面完整性來介導(dǎo)毒力,這些研究表明EspA介導(dǎo)Mtb感染過程中的毒力作用。

EspB屬于PE/PPE異二聚體家族,在Mtb 毒力和生長中發(fā)揮重要作用,也是MycP1靶點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)EspB在Mtb感染的免疫逃避初始階段發(fā)揮關(guān)鍵作用,可通過ESX-1分泌系統(tǒng)在細(xì)胞質(zhì)蛋白EspK輔助下分泌到細(xì)胞質(zhì)外,寡聚化后與宿主M?的磷脂結(jié)合,在吞噬體內(nèi)使膜溶解成孔[19,25],抑制吞噬體成熟,使M?無法發(fā)揮先天性免疫調(diào)節(jié)作用,介導(dǎo)Mtb在宿主內(nèi)成功存活。

EspC可提高M(jìn)tb對氧化應(yīng)激的抵抗力增加其在M?內(nèi)的存活率[26],表明EspC可能是Mtb重要毒力因子,有利于Mtb在感染后的細(xì)胞間傳播。MAPK 和 核因子κB(nuclear factor κB,NF-κB) 是調(diào)節(jié)先天免疫反應(yīng)的兩個主要免疫信號通路,Guo Q等人[27]通過將EspC過表達(dá)于Ms,并感染M?和小鼠,發(fā)現(xiàn)EspC 是 Mtb ESX-1 系統(tǒng)的一個關(guān)鍵毒力因子,可通過MAPK/NF-κB 級聯(lián)誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子分泌并觸發(fā)ER應(yīng)激介導(dǎo)細(xì)胞凋亡參與Mtb-M?的相互作用,并增強(qiáng)桿菌在感染小鼠內(nèi)生存能力,表明EspC在復(fù)雜的宿主-病原體相互作用中發(fā)揮重要的功能,在ESX-1 系統(tǒng)介導(dǎo)Mtb發(fā)病機(jī)制中的復(fù)雜性。

EspE和EspF是調(diào)節(jié)Mtb基因表達(dá)的毒力因子,在調(diào)節(jié)分枝桿菌ESX-1 基因表達(dá)和介導(dǎo)裂解活性中具有雙重作用。Chirakos AE等人[28]的實驗發(fā)現(xiàn)EspE 和EspF可通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子WhiB6控制 ESX-1 底物產(chǎn)生水平,且EspE 和 EspF促進(jìn) ESX-1 系統(tǒng)的裂解活性是不依賴于EsxA 和 EsxB 底物,在沒有 EspE 和 EspF 時,EsxA 和 EsxB 以及其他 ESX-1分泌的底物蛋白的膜裂解能力下降,該研究為 ESX-1 系統(tǒng)將裂解活性與蛋白質(zhì)分泌和基因表達(dá)調(diào)控聯(lián)系起來提供研究基礎(chǔ)。

以上研究表明,Mtb入侵宿主細(xì)胞并引起致病與Mtb ESX-1分泌系統(tǒng)中的不同性質(zhì)毒力因子、多種毒力蛋白的積累,進(jìn)而破壞宿主免疫反應(yīng)能力有關(guān)。對其研究有助于理解Mtb毒力蛋白的分泌機(jī)制及闡述Mtb入侵宿主、建立獨(dú)特生態(tài)位并在宿主體內(nèi)繁殖和擴(kuò)散的致病機(jī)理,為尋找抗結(jié)核藥物的作用靶點(diǎn)奠定基礎(chǔ)。

3.2 Mtb ESX-1分泌系統(tǒng)的免疫調(diào)節(jié)作用 ESX-1分泌系統(tǒng)參與Mtb對宿主的感染、致病過程及分枝桿菌毒力的發(fā)揮。在感染過程中,ESX-1分泌系統(tǒng)的效應(yīng)蛋白同時可激活或阻斷宿主的固有免疫和適應(yīng)性免疫反應(yīng),發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。

Mtb阻斷M?對 IFN-γ反應(yīng)的能力是其為逃避細(xì)胞介導(dǎo)的免疫在宿主內(nèi)存活的重要特征。EspB可降低小鼠ANA-1細(xì)胞表面IFN-γ受體的表達(dá)水平,抑制STAT1磷酸化,下調(diào)IFN-γ的分泌,EspB還可以劑量依賴性方式顯著抑制ANA-1細(xì)胞中IFN-γ誘導(dǎo)的自噬形成,使Mtb可在宿主M?中持續(xù)存在并成功逃避宿主免疫作用[35]。

EspC是一種具有高度免疫優(yōu)勢的 RD1依賴性分泌抗原及有效的 T 細(xì)胞誘導(dǎo)劑,含CD4+和CD8+表位,可誘導(dǎo)Th1型免疫應(yīng)答[17],并且T 細(xì)胞對 EspC 反應(yīng)表現(xiàn)出與對CFP-10和ESAT-6的反應(yīng)一樣,其特異性達(dá)93%。研究發(fā)現(xiàn)EspC可直接與TLR-4結(jié)合并觸發(fā)依賴性絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號通路誘導(dǎo)M?活化促進(jìn)促炎細(xì)胞因子的分泌,從而激活先天免疫反應(yīng)[26]。

EspL含115個氨基酸,可作為伴侶蛋白穩(wěn)定EspE、EspF 和 EspH蛋白質(zhì)的胞質(zhì)水平。研究發(fā)現(xiàn)缺乏 EspL 的Mtb不能在M?內(nèi)復(fù)制[36],不分泌主要毒力因子EsxA,也不能引發(fā)ESX-1依賴性的先天免疫反應(yīng),EspL 缺失還可下調(diào)ESX-1 基因的氧化還原敏感轉(zhuǎn)錄激活因子WhiB6在Mtb中的表達(dá)。EsxL 還可通過與TLR2的相互作用激活NF-κB 的核轉(zhuǎn)位來誘導(dǎo)腫瘤壞死因子-α (TNF-α) 產(chǎn)生[37],觸發(fā)促炎反應(yīng)。

EspR是一種負(fù)反饋調(diào)節(jié)蛋白,ESX-1 基因表達(dá)依賴于EspR的分泌,但當(dāng)EspR分泌受阻時,ESX-1 基因轉(zhuǎn)錄反而增強(qiáng),呈現(xiàn)出負(fù)反饋調(diào)節(jié)現(xiàn)象。EspR可下調(diào)分枝桿菌誘導(dǎo)的炎性細(xì)胞因子表達(dá)和抑制宿主M?凋亡,使M?抗菌活性減弱,增強(qiáng)Mtb的細(xì)胞內(nèi)存活率,并通過與銜接蛋白MyD88相互作用,抑制TLR 和 IL-1R 介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)激活[38],阻斷下游M?炎癥反應(yīng)和凋亡。

PE/PPE家族蛋白PE35和PPE68,編碼的基因在Mtb復(fù)合體RD1 基因座中保守且彼此相鄰,PE35 是CFP-10 和 ESAT-6 表達(dá)所必需。PPE68 主要與細(xì)胞壁相關(guān),與 RD1 基因座蛋白 Rv3866、Rv3868、CFP-10 和 ESAT-6 形成復(fù)合物。研究證明Mtb的 PPE68在感染早期促進(jìn)宿主細(xì)胞壞死,有助于Mtb從M?中逃逸[39]。PE35-PPE68 基因在Mtb中可協(xié)同操作,在Mtb對M?的調(diào)控中具有重要的免疫調(diào)節(jié)作用。研究還發(fā)現(xiàn)單獨(dú)或聯(lián)合使用重組純化PE35和PPE68蛋白能與TLR2結(jié)合誘導(dǎo)THP-1 細(xì)胞分泌抗炎細(xì)胞因子IL-10和趨化因子單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1,MCP-1),并降低促炎細(xì)胞因子IL-12水平[40]。PE35和PPE68誘導(dǎo)的MCP-2分泌還可用于區(qū)分活動性肺結(jié)核和潛伏性肺結(jié)核病人,在Mtb感染中顯示出良好的診斷價值。

MycP1與ESX-5分泌系統(tǒng)的MycP5 共同維持ESX膜復(fù)合物的穩(wěn)定,對Mtb的ESX-1 功能至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn),MycP1在Mtb感染M?期間可過度激活 ESX-1 分泌,增強(qiáng)先天性免疫信號傳導(dǎo),卻不會改變離體M?中Mtb復(fù)制,MycP1 也是Mtb感染小鼠時的急性期間生長所必需[41];在調(diào)節(jié) ESX-1 系統(tǒng)分泌活性方面發(fā)揮著雙重作用,抑制其蛋白酶活性使ESX-1底物分泌增加。

Mtb作為胞內(nèi)寄生菌,與宿主細(xì)胞的相互作用過程決定了Mtb感染的發(fā)生和結(jié)核病發(fā)展的建立。Mtb侵入宿主可激活其固有免疫反應(yīng),引起一系列的抗Mtb感染作用,然而Mtb可通過ESX-1系統(tǒng)效應(yīng)蛋白調(diào)控及干預(yù)宿主免疫功能的發(fā)揮,從而逃避其免疫殺傷作用,實現(xiàn)其在宿主體內(nèi)的長期存活。對Mtb ESX-1系統(tǒng)與宿主細(xì)胞間的動態(tài)免疫過程及調(diào)節(jié)機(jī)制的研究可為抗結(jié)核治療、藥物研發(fā)等提供新思路和特異性靶點(diǎn)。

3.3 Mtb ESX-1分泌系統(tǒng)在抗結(jié)核病藥物靶標(biāo)及疫苗靶抗原中的應(yīng)用 Mtb的esx-1基因座位于RD-1區(qū),在所有BCG菌株中缺失[42-43],Mtbesx-1基因區(qū)編碼蛋白質(zhì)誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答被認(rèn)為可能會填補(bǔ)BCG誘導(dǎo)的保護(hù)性免疫的部分缺陷,表明Mtb ESX-1系統(tǒng)的分泌蛋白是抗結(jié)核藥物靶標(biāo)和疫苗靶抗原研發(fā)的潛在靶點(diǎn)。

目前已開發(fā)的基于ESAT-6和CFP-10的診斷試劑,是基于T細(xì)胞在體外用ESAT-6和CFP-10肽刺激并檢測IFN-γ產(chǎn)生的陽性反應(yīng)性,被用于識別潛伏性Mtb感染和活動性結(jié)核病患者,顯示良好的應(yīng)用前景。人類和動物 TB 模型實驗表明ESAT-6 和 CFP-10 的疫苗制劑可保護(hù)宿主免受Mtb的攻擊,被認(rèn)為是潛在候選疫苗的抗原成分之一[44]。

Mtb的espB基因中存在高度保守的潛在G-四鏈體基序(potential G-quadruplex motifs,PGQs),研究發(fā)現(xiàn)用GQ穩(wěn)定劑 TMPyP4處理Mtb可導(dǎo)致espB基因轉(zhuǎn)錄降低,EspB蛋白表達(dá)受到抑制將恢復(fù)吞噬體成熟過程并減少 CFP-10和ESAT-6分泌,進(jìn)而成功向宿主免疫細(xì)胞呈遞抗原,表明GQs在espB毒力基因表達(dá)和Mtb存活中具有抑制作用,可作為開發(fā)有效抗Mtb感染療法的潛在藥物靶標(biāo)[45]。

espA-espC-espD基因簇的EspD蛋白在ESX-1介導(dǎo)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)和Mtb毒力中發(fā)揮作用,可調(diào)節(jié)毒力因子 ESAT-6、CFP-10分泌和Mtb感染肺實質(zhì)組織損傷,并可維持細(xì)胞EspA水平和促進(jìn)EsxA分泌[46]。編碼espD蛋白的基因還是一種保守、特異性、穩(wěn)定的基因,可作為開發(fā)活動性肺結(jié)核診斷的潛在特異性靶標(biāo)及確定活動性肺結(jié)核病理過程的潛在生物標(biāo)志物[47]。

胞質(zhì)輔助成分EccA1是Mtb ESX-1分泌系統(tǒng)中CbxX/CfqX家族的ATP酶,對Mtb中EsxA分泌至關(guān)重要,具有熱穩(wěn)定性和耐熱性,研究表明EccA1可通過與霉菌酸生物合成酶相互作用調(diào)節(jié)霉菌酸脂質(zhì)合成[48],將致病性分枝桿菌的兩個最重要的毒力機(jī)制即ESX-1 介導(dǎo)的分泌和疏水細(xì)胞包膜的合成聯(lián)系在一起,是抗Mtb藥物開發(fā)的靶點(diǎn)。

Mtb的多重耐藥是全球公共衛(wèi)生領(lǐng)域的重大威脅,疫苗接種是最有效的防控措施。篩選免疫優(yōu)勢抗原已被廣泛應(yīng)用于疫苗制備、藥物研發(fā)和疾病診斷等多個領(lǐng)域。以上研究表明,深入了解Mtb的ESX-1 分泌系統(tǒng),有助于發(fā)現(xiàn)具有良好抗Mtb活性的新靶點(diǎn),為新型抗Mtb藥物和疫苗提供思路,改善目前Mtb感染率不斷上升的現(xiàn)狀。

4 小結(jié)與展望

Mtb進(jìn)入肺部建立自己的生態(tài)位,接觸宿主后分泌多種毒力因子破壞宿主的防御系統(tǒng),逃避宿主免疫反應(yīng),進(jìn)而成功建立感染并擴(kuò)散傳播。Mtb ESX-1分泌系統(tǒng)是Mtb重要的分泌系統(tǒng),通過分泌底物蛋白進(jìn)入宿主M?,干擾和調(diào)控宿主細(xì)胞的多方面功能,長期以來備受關(guān)注。本文簡要總結(jié)ESX-1分泌系統(tǒng)的組成和分泌機(jī)制,重點(diǎn)描述該分泌系統(tǒng)所分泌的底物蛋白對M?的調(diào)控作用。雖然在已有的研究中對ESX-1分泌系統(tǒng)分泌蛋白的組成、相關(guān)基因以及在分枝桿菌毒力上都進(jìn)行了大量研究和突破,但仍有許多問題存在。

目前,基于EAST-6與CFP-10的減毒活疫苗MTBVAC正進(jìn)行臨床試驗[49];含Ag85B-ESAT-6-Rv3620c融合蛋白的重組BCG在小鼠體內(nèi)可誘導(dǎo)比BCG更強(qiáng)的Th1免疫反應(yīng)和體液反應(yīng),具有成為結(jié)核病候選疫苗的潛在優(yōu)勢[50];含ESAT-6、CFP-10和Rv3615c三種優(yōu)勢抗原的診斷物在檢測Mtb感染時具有比單獨(dú)作為T細(xì)胞抗原的ESAT-6和CFP-10更高的靈敏度,可用于Mtb感染的診斷[51],表明Mtb ESX-1系統(tǒng)的分泌系統(tǒng)蛋白可為尋找新的治療靶點(diǎn)提供思路。在未來的研究中,可通過對ESX-1分泌系統(tǒng)相關(guān)成分、識別機(jī)制、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)及其調(diào)控機(jī)制進(jìn)行研究,尋找新的治療靶點(diǎn)以干擾ESX-1分泌系統(tǒng)的功能,干擾細(xì)菌的毒力作用,對抗Mtb感染提供新的模式。

利益沖突：無