脂多糖和循环的重要性β1,2-Glucans布鲁氏菌哺乳动物感染

文摘

布鲁氏菌物种的病原体是一种最普遍的人畜共患疾病:布鲁氏菌病。感染的布鲁氏菌农业物种造成重大经济损失,导致被感染的动物和堕胎导致严重,虽然很少致命,使人衰弱的疾病在人类身上。布鲁氏菌物种存在细胞内病原体能够有效地逃避宿主免疫系统的识别。Sugar-modified组件布鲁氏菌细胞被膜发挥重要作用在宿主交互。布鲁氏菌脂多糖(LPS),不像大肠杆菌有限合伙人,不触发宿主先天免疫系统。布鲁氏菌生产周期1,2-glucans,重要的针对他们复制的利基在宿主细胞内的内质网。本文将重点讨论有限合伙人和循环的作用1,2-glucans布鲁氏菌哺乳动物感染和讨论突变体的使用,在这些细胞被膜结构的生物合成途径,在疫苗的发展。

1。介绍

布鲁氏菌病是一种疾病,可以发现在大多数国家在世界各地,从动物转移到人类1]。有超过500000新病例每年人类感染,这是全球最普遍的人畜共患疾病(1]。虽然布鲁氏菌病很少会导致病人的死亡,这是一个严肃的提出的使人衰弱的疾病,其他症状,发热、疲劳、恶心、和减肥2]。布鲁氏菌病被认为是低估了作为普通流感的症状通常是错误的(2]。然而,如果没有适当的治疗,布鲁氏菌病可以成为慢性无症状的疾病就有可能“卷土重来”几个月后最初的感染(2]。brucellae布鲁氏菌病的病原体,不动的,革兰氏阴性α变形菌门的兼性胞内病原体(2]。属布鲁氏菌目前包含十个物种,命名后主要首选主机有机体或感染的症状:b . melitensis(山羊和绵羊),b .流产(牛)3),b是(猪、驯鹿、啮齿动物)4),b .犬属(狗)5),b羊属(羊)6),b . neomtomae(老鼠)7),b . microti(田鼠和红狐狸)[8),b . inopinata(未知)9),b . pinnipedialis(海豹)b . ceti星(海豚和鼠海豚)10]。大多数人类布鲁氏菌感染可以追溯到三个物种,b . melitensis b是,和b .流产(11]。海洋哺乳动物的隔离布鲁氏菌物种(b . pinnipedialis和b . ceti星)从人类患者,然而,表明这些物种的新兴人类病原体(10]。

Brucellae进入宿主通过接触受感染的动物和材料,如血液或牛奶,或通过气溶胶的路线12]。属的细菌布鲁氏菌高度传染性,剂量低至10至100个细菌被认为是足以引起人类疾病(12]。Brucellae因此被认为是目标生物武器的发展,一些国家被怀疑试图武器化布鲁氏菌物种在冷战期间(12,13]。的主要宿主流产布鲁氏菌是牛,它会导致堕胎导致重大经济损失(1]。作为brucellae人类并不是主要的主机,最有前途的战略控制和最终根除这种疾病似乎是通过严格的疫苗接种的主要宿主,和高效的筛选方法,可以区分接种疫苗和受感染的动物1]。然而,大多数国家没有实施一个有效的疾病控制项目(1]。限制性因素最有可能涉及的成本但动物布鲁氏菌病造成的潜在经济损失相比,这些成本可以忽略不计(1]。

感染的过程布鲁氏菌一直受到激烈的研究。首选的细胞类型感染brucellae吞噬细胞如巨噬细胞(14)(图1)。Brucellae成吞噬体,然后针对内质网、复制的利基布鲁氏菌在主机(12,14]。逃避宿主的免疫系统和针对细菌的复制的利基关键重要的感染过程。细菌细胞信封的主要观点是brucellae和宿主之间的相互作用,分子内的细菌细胞信封感染过程中扮演了一个重要的部分。本文将关注的角色两个brucellae sugar-modified细胞被膜组件、脂多糖(LPS)和循环β1,2-glucans (CβGs)主机交互和疫苗开发。

2。脂多糖

Brucellae革兰氏阴性细菌,因此他们的细胞被膜由两层膜(图2)。外膜感染过程中起着至关重要的作用,因为它是第一点细菌和宿主之间的相互作用。外膜的外层是由有限合伙人,由三个主要组件构成:(i)脂质,形成疏水外膜内的有限合伙人的锚,(2)一种内在和外在的核心组成的糖分子,和(3)o抗原,聚合糖链延伸到细胞外环境中(图2)。Brucellae自然发生的一样光滑有限合伙人(S-LPS)菌株,其中包含有限合伙人与o抗原,修改和粗糙的有限合伙人(R-LPS)菌株缺乏o抗原(15]。本文将关注的重要性布鲁氏菌有限合伙人在主机交互和其结构如何影响感染的过程。

2.1。有限合伙人与宿主细胞相互作用的重要性

在许多细菌感染,有限合伙人的主要分子被认为是由先天免疫系统,并可能引发严重的免疫反应对入侵生物。brucellae产生S-LPS的能力与一个完整的o抗原对其毒性对人类至关重要(2]。b . melitensis b是,和b .流产表达一个完整的o抗原是主要物种负责人类感染(2]。突变体的布鲁氏菌物种缺乏o抗原改性毒性大大低于各自的父母压力(15]。布鲁氏菌物种自然没有o抗原的修改等b .犬属和b羊属人类有毒性较低或无毒(2]。

有限合伙人是革兰氏阴性细菌在其公布的增长和死亡发生在败血症患者内毒素休克的原因是(16]。有限合伙人的布鲁氏菌不如enterobacterial物种,因此毒性中起着重要作用呢布鲁氏菌的逃避宿主免疫系统及其生存之后(17,18]。有限合伙人主要表面抗原,并认识到免疫系统的toll样受体4 (TLR4) / MD2复杂(19]。这个复杂的脂质有限合伙人的一个组成部分,结合招聘的附加因素,提升者先天免疫反应(19]。虽然布鲁氏菌有限合伙人与TLR4结合,它不引起细胞因子和抗菌肽的生产(12]。布鲁氏菌有限合伙人是数百次诱导的先天免疫的效果比大肠杆菌有限合伙人,这被认为是重要的布鲁氏菌逃避免疫检测和形成慢性感染细胞内(12,15]。有限合伙人的o抗原中扮演一个重要的角色发展的一种适应性免疫应答病原菌(19),并给出了主要抗原MHC II的b细胞(16]。然而,布鲁氏菌有限合伙人与MHC II分子相互作用的方式阻止MHC II依赖的信号和激活t细胞(16,18]。因此,布鲁氏菌有限合伙人作为重要的毒力因子,防止一种自适应免疫反应的起始。的修改布鲁氏菌有限合伙人以其o抗原似乎也必不可少的细菌进入宿主细胞(图1)。流产布鲁氏菌菌株通过脂质筏S-LPS进入宿主细胞,因此,舱中持续获得重要的脂质筏标记分子的胞内定位室内质网(图1)[12,14]。R-LPSb .流产突变体不通过脂质筏但通过正常进入宿主细胞吞噬作用,然后针对溶酶体(图1)[12,14]。因此,有限合伙人中扮演着关键角色布鲁氏菌在逃避先天和适应性免疫,使细菌达到细胞内定位。

2.2。结构和生物合成

布鲁氏菌只使用葡萄糖作为碳源,因此配备一组酶将葡萄糖转化为不同类型的糖分子利用在生物(数字3和4)[20.]。的生物合成布鲁氏菌o抗原和核心分子尚未完全的特点,已经有很多来源于预测蛋白质功能和同源性的其他微生物和R-LPS突变表型(数字的识别3和4)[20.- - - - - -24]。这些数据被用来提出的生物合成途径有限合伙人o抗原和核心(图4)[20.]。

有限合伙人的核心分子的生物合成和o抗原不是坐落在一个区域内b . melitensis基因组(23]。大多数的o抗原生物合成位于wbk地区和一个额外的两个糖基转移酶wbo地区(图号染色体上3)[23]。的wbk地区G + C含量较低(44% - -49%)比一般的G + C的整个内容b . melitensis基因组(56% - -58%),两侧有插入序列表明它已经通过横向基因转移(图3)[22]。有限合伙人的基因参与生物合成的分子分布在两个核心布鲁氏菌染色体(23]。两种酶参与提供的甘露糖有限合伙人核心分子位于染色体二而一个假定的糖基转移酶参与核心生物合成是位于染色体我20.,22- - - - - -24]。糖基转移酶区域(&)2号染色体上,然而,不是通过横向基因转移获得的,而是通过长期在生物进化的G + C含量和剩下的这些基因相似布鲁氏菌基因组(24]。

2.2.1。核心生物合成

糖核心与o抗原(图2),是由葡萄糖、甘露糖、quinovosamine,葡萄糖胺,3-deoxy-D-manno-2-octulosonic酸(KDO),和一些有待确定糖残基(15]。为核心的完整的生化成分分子仍然待定,目前还不可能提出的核心分子糖的生物合成途径布鲁氏菌有限合伙人。然而,一些突变体已确定,有缺陷的有限合伙人的正确合成核心。

Phosphoglucomutase
Pgm在glucose-6-phosphate转换成glucose-1-phosphate中起着核心作用,使其不可或缺的许多糖的生物合成分子brucellae(图4)[25]。的b .流产B2211突变体是由非极性的插入庆大霉素磁带到的pgm基因的b .流产2308年。的突变的pgm原因多效性的影响低聚糖和多糖的合成Pgm ADP-glucose的生产需要,UDP-glucose UDP-galactose,自己作为糖捐助者为以后生物合成的过程(25]。的b .流产的pgm变异缺乏o抗原,增加易感性complement-mediated溶菌作用相对于其亲本菌株,并减弱其生存在一个小鼠模型(26]。人们普遍认为,o抗原的损失使得细菌更容易complement-mediated溶菌作用[15]。此外,它被发现参与有限合伙人的核心分子的生物合成melitensis。在这里,的pgm突变也缺乏o抗原,但其有限合伙人SDS PAGE凝胶迁移较低暗示的核心缺陷(图4)[20.]。这个观察并不奇怪葡萄糖被确认是一个组件的糖的核心布鲁氏菌有限合伙人(20.,26]。

Phosphomannomutase
Pmm或ManB编码的b .流产和b . melitensis pmm和manB基因,分别,24),需要转换mannose-6-phosphate mannose-1-phosphate (15]。布鲁氏菌在其基因组编码两个独立phosphomannomutase基因(图3)。而manB突变体的wbk区域没有影响o抗原和核心生物合成,突变体缺乏o抗原和基因有缺陷的有限合伙人核心生物合成(数字3和4)[20.,22- - - - - -24]。同样的观察了manC基因的wbk地区,这似乎并不影响o抗原或生物合成和核心基因在染色体II(数据3和4)[20.,22- - - - - -24]。的manC基因预测编码mannose-1-phosphate guanylyltransferases所需核苷酸激活mannose-1-phosphate条款(图3)[20.,22- - - - - -24]。它一直在猜测和基因可以提供甘露糖生物合成的o抗原和核心分子,而manB和manC基因的wbk地区只提供甘露糖的o抗原生物合成(20.,22- - - - - -24]。这种假设是合理的和基因没有被通过横向基因转移是大多数的o抗原生物合成的基因wbk地区。因此可能和进化主要的甘露糖生物合成途径的核心,但也可以为o抗原提供甘露糖聚合。相反,manB和manC基因的wbk地区已经进化为o抗原提供甘露糖生物合成和无法弥补的损失和在核心的生物合成基因。

的基因
这个基因编码一个假定的糖基转移酶布鲁氏菌基因组。突变体的基因分离筛选的转座子突变体库polymyxin-sensitive突变体(24]。多粘菌素是一种阳离子肽,可以通过干扰细菌的膜结合有限合伙人和增加细胞的渗透性信封,和突变体影响他们对多粘菌素的敏感性可能会影响有限合伙人分子(27]。转座子插入的突变破坏一个假定的糖基转移酶基因,被认为是有限合伙人参与生物合成的核心人物3和4)。的b .流产 变异保留完整的反应性抗体针对外地核抗原决定基但是降低反应性抗体特定核心抗原决定基的建议需要正确的合成的核心流产布鲁氏菌有限合伙人(图2和3)[24]。

2.2.2。o抗原生物合成

的o抗原b .流产由一个线性均聚物,由α1、2-linked 4、6-dideoxy-4-formamido -α-D-mannopyranosyl子单元与96年和100年之间的链长单元(15,22]。o抗原均聚物,与杂聚合物相比,合成后通过Wzy-independent机制和组装的胞质面内膜bactoprenol磷酸盐,完整的lipid-linked o抗原是内膜运输使用磷酸腺苷磁带(ABC)输送系统(20.,22]。Wzm和Wzt识别和预测形成跨膜atp酶域,分别所需的ABC转运蛋白的易位全长均聚物o抗原从细胞质到周质的内膜(人物的面貌3和4)[22]。事实上,删除wzm/wzt导致细胞内的积累o抗原进一步支持这一假设[22]。突变体的生物合成途径参与perosamine或bactoprenol-P-P-NAc-aminosugars编码的规定wbk和wbo地区号染色体上我都是影响形成的布鲁氏菌o抗原(图4蓝色和绿色通道)[20.- - - - - -22,24,28]。

2.2.3。之间的遗传变异布鲁氏菌物种

最近的一项研究分析了DNA多态性wbkE,魔法,manB,manC,wbkF、wkdD wboA wboB, ,基因在不同自然光滑和粗糙布鲁氏菌物种(23]。有趣的是,人们发现b羊属,应变生产自然粗糙的有限合伙人,缺乏wbo地区和魔法基因,但在其它方面则与光滑的有限合伙人菌株(23]。b .犬属另一个自然粗糙的有限合伙人应变,有删除wbkD也在wbkF,都需要正确的o抗原合成(23]。有趣的是,只有很少的多态性被发现的,,核心生物合成有关的基因(23]。这是在有限合伙人同意保守结构的核心brucellae也有着悠久的共同进化有限合伙人brucellae核心生物合成基因。

2.3。脂质一

脂类的主干布鲁氏菌由2 3-diamino-2 3-dideoxy-D-glucose。这糖骨干修改饱和脂肪酸从C_16:0C_18:0和羟化脂肪酸3-OH-C之间不等_12:0对29-OH-C_30:0(15]。不同寻常的修改布鲁氏菌有限合伙人与very-long-chain脂肪酸(VLCFA)已经被牵连在稳定是至关重要的布鲁氏菌膜在主人遇到的条件。一个b .流产渐渐突变体已经减少的VLCFA-content有限合伙人(29日)和缺陷在慢性感染BALB / c小鼠(30.]。系统相关的细菌,Sinorhizobium meliloti,一个秋雨突变体也有缺陷的形成与植物主机的交互,紫花苜蓿(31日]。的脂质一美国meliloti也与VLCFA修改和删除的吗秋雨基因导致减少脂质VLCFA-content [29日,32]。然而,美国meliloti突变体在这些脂类的生物合成途径VLCFA修改仍然成功地组建了紫花苜蓿交互,但大大降低他们的竞争力相对于亲本菌株(33,34]。美国meliloti突变体缺乏脂质VLCFA修改还显示缺陷发展的固氮拟杆菌(35]。总的来说,这些发现表明,脂类的修改与VLCFA的互动中发挥着重要作用α变形菌门的主机。已经提出保护细菌免受脂质VLCFA很重要的条件遇到在宿主细胞内,也就是说,通过稳定的外膜和/或颠覆免疫或宿主的防御反应29日,32]。

3所示。循环,β1,2-Glucans

3.1。生物合成

循环β1,2-glucans (CβGs)是17到24的聚合物β1,2-linked循环葡萄糖分子。布鲁氏菌属于同一类别的物种α变形菌门为根癌土壤杆菌和美国meliloti,也生产CβGs (36]。正如在其他根瘤菌科C的生物合成βGs在布鲁氏菌由一个循环葡聚糖合酶催化,研究生院理事会(称为NdvB和ChvB美国meliloti和农分别),可以促进四个酶促反应:(i)启动,(ii)伸长,(iii)磷酸解,(iv)环化所需的合成CβGs (37- - - - - -42]。Cgs使用UDP-glucose作为糖捐赠者和葡萄糖分子转移到一个未知的Cgs的氨基酸,它充当一个中间的合成CβG(图2)。线性葡聚糖链延伸到最终的长度17到24葡萄糖分子环化(之前39]。C的聚合度β研究生院理事会Gs是由c端域[43]。合成后,CβGs输送到周质由ABC-transporter系统涉及法国总工会蛋白质,其中包含腺苷结合蛋白质的守恒的图案(图2)[44]。周质,布鲁氏菌CβGs然后修改2平均O-ester-linked琥珀酰残留每个分子由一个叫做环葡聚糖的蛋白质修饰符(Cgm)(图2)[45]。

3.2。监管

基于比较研究密切相关的生物,农和s . meliloti这是假设CβG表达布鲁氏菌可能是osmo-regulated一样对上述细菌物种(37]。革兰氏阴性细菌的周质中积累osmolytes为了适应环境的渗透性变化(46]。CβGs的生物合成美国meliloti和农已被证明是参与这些细菌物种hypo-osmotic条件的适应和NdvB ChvB突变体,在循环-β葡聚糖合成酶的美国meliloti和农分别,无法产生Cβ与低渗透压Gs在媒体(37]。细胞的积累βGs也抑制当生长在高渗透条件下(46]。因此,已数据表明,Cβ改编的G表达是至关重要的农和美国meliloti低渗透压力和高渗透条件下被抑制。然而,膜的提取美国meliloti和农没有显示出抑制CβG生物合成高甘露醇或蔗糖浓度(400毫米)表明高渗透性本身是不负责减少CβG积累已(37]。当膜孵化氯化钠和氯化钾浓度高(从低于100毫米氯化钠和氯化钾,分别),C的积累βGs时显著降低高渗透性是通过添加氯化钠和氯化钾(37]。细胞内钾离子的积累其次是谷氨酸生物合成是一个主要的反应渗透up-shock革兰氏阴性细菌和细菌防止脱水的收购兼容的溶质(47]。因此有可能氯化钾的吸收和其他osmolytes的生产已抑制C的积累βGs与高渗透压力的环境。

CβG生物合成布鲁氏菌然而,物种不是osmo-regulated [38]。b .流产S19,毒性菌株2308和的减毒株b羊属REO198,细胞没有降低CβG积累当生长在高渗透条件下(38]。b .流产S19膜提取也发现不被抑制在C的生物合成βGs当暴露于高氯化钾浓度(40]。当研究生院理事会流产。介绍了基因农和美国meliloti突变体在环葡聚糖合酶基因,chvB和ndvB,膜,分别提取这些菌株携带研究生院理事会流产。基因能够合成CβGs即使在氯化钾浓度高250 - 500毫米氯化钾(40]。相反,当农chvB基因被引入研究生院理事会流产。突变体,恢复其产生C的能力βGs但补充压力无法将¹⁴C]葡萄糖当谷氨酸高钾条件下孵化(40]。因此,布鲁氏菌环葡聚糖合酶,形成鲜明对比农杆菌属和Sinorhizobium酶,不是被收购胞内渗透up-shifts osmolytes回应。然而,有趣的是,当一个b .流产S19研究生院理事会突变的补充农chvB基因,已收购CβGs没有受到高渗透性[40]。这表明,存在于另一种机制布鲁氏菌可以通过osmolytes保护酶的抑制。甜菜碱已被证明,以保护和稳定酶功能高渗的条件下,和功能农和美国meliloti膜提取生产CβGs在这些条件下可以部分恢复了添加甜菜碱(40]。事实上,C的渗透调节βG生产中可能不需要布鲁氏菌外,不适应生存的宿主细胞,因此自然地驻留在一个等渗的环境。

3.3。在小鼠感染

这是表明,相对于亲本菌株流产布鲁氏菌2308(强毒株)或b .流产S19(一种用于疫苗接种的减毒株),环葡聚糖合酶基因的突变体研究生院理事会和环葡聚糖输送基因资本利得税在恢复从受感染小鼠的脾脏数量减少38,39,44]。小鼠感染的b .流产2308亲本菌株,研究生院理事会或资本利得税数量的突变株,显示没有区别集落形成单位(cfu)从脾脏4周postinfection [44,48]。然而,8周后,菌落的数量b .流产2308年资本利得税和研究生院理事会突变体减少了大约10到100倍,分别,而老鼠感染了父母和补充突变株保持不变(44]。细菌的“清除”从被感染的老鼠强毒株之间的明显不同b .流产2308年疫苗株S19 [44]。在b .流产S19背景,研究生院理事会和资本利得税突变体显示重大损失的可恢复的布鲁氏菌相对于父母和补充的100 - 1000倍,两周postinfection [44]。八个星期postinfection,b .流产S19研究生院理事会突变体几乎是清除从受感染的小鼠脾脏48]。在这个时间点,没有观察到小鼠感染了不同b .流产2308年父母和研究生院理事会突变株(48]。CβG因此扮演着重要的角色在布鲁氏菌在宿主环境的持久性。值得注意的是,虽然不致命,但b .流产S19研究生院理事会突变体保留的能力对随后的老鼠提供保护b .流产2308感染相似度作为S19疫苗株(48]。

3.4。作用在细胞内的复制

感染的过程布鲁氏菌可以分为两个阶段:入侵阶段(主/小时postinfection)在此期间布鲁氏菌进入宿主细胞,但还没有复制和复制阶段布鲁氏菌已达到粗面内质网,开始复制(图1)[48]。在使用海拉细胞感染模型,证明了这一点b .流产2308年,b .流产S19,各自研究生院理事会突变体不影响细胞入侵期间相同数量的cfu postinfection恢复4小时(48]。然而,研究生院理事会突变体在两个布鲁氏菌菌株表现出较低的细胞内复制率相对于各自的父母表明菌株CβGs所需的正常复制布鲁氏菌在宿主细胞(48]。这种表型也被描述为一个突变的pgm基因(26]。这并不奇怪,正如前面所提到的(部分2.2),Pgm对提供UDP-glucose至关重要,唯一糖捐赠对于Cβ克生物合成(49]。

最近的一项研究表明,Cβ环糊精Gs有相似之处,循环组成的寡糖α1,4-linked吡喃葡萄糖单位(50]。环糊精包含一个亲脂性的空腔,使他们从膜中提取胆固醇(50]。胆固醇脂质筏是主要组成部分,microdomains在真核细胞膜,增加胆固醇和鞘脂类的密度(50]。这些脂质筏参与分子的选择性运输,可以作为细胞内信号中继站和发挥重要作用作为毒素和病原体(附件网站50]。脂质筏也可以发现细胞在时间和提出了参与吞噬体成熟。因此,phagosomal脂质筏胞内病原体的理想目标,这可能影响细胞内信号和/或交易通过修改phagosomal脂质筏域(50]。

Brucellae需要进入宿主细胞通过这些脂质筏域,为了建立一个成功的和持续感染(图1)。CβGs已经被证明能够扰乱真核细胞膜和提取胆固醇脂质筏、暗示他们可能以类似的方式工作,环糊精(50]。C的作用βGs的毒性b .流产已经讨论了很长一段时间确切地证明,CβGs,而不是来自C的破坏多效性的影响βG,是互动的缺陷的原因布鲁氏菌与主机显示最近[50]。通过添加外部CβGs细胞培养感染研究生院理事会流产。突变菌株,他们能够恢复其在宿主细胞内复制的能力水平的亲本菌株50]。在宿主细胞内,布鲁氏菌操纵吞噬体逃避溶酶体融合和目标布鲁氏菌含有液泡(BCV)内质网(图1)[50]。

CβGs起到至关重要的作用在躲避的过程中与溶酶体融合,指导BCV内质网。BCV细胞感染了研究生院理事会流产。突变逐渐获得了组织蛋白酶D,溶酶体水解酶,在细胞感染CβG-treated研究生院理事会流产。突变和b .流产2308年亲本菌株布鲁氏菌菌株能够在组织蛋白酶D - bcv(图复制1)[50]。类似的结果在监视收购内质的reticulum-marker蛋白质如calreticulin BCV只有BCV亲本菌株和CβG-treated研究生院理事会突变株与ER(图融合1)[50]。CβGs因此重要的毒力因子布鲁氏菌细菌感染,使修改的脂质筏域BCV避免溶酶体融合,针对BCV内质网(50]。CβGs似乎是重要的在整个感染过程中,有人建议,因为C的关键作用β这可能是至关重要的布鲁氏菌Cβ克生物合成不是osmoregulated可以表示在[足够的水平50]。

3.5。循环,β葡聚糖在其他α变形菌门

CβGs众多α变形菌门,决心发挥着至关重要的作用根瘤菌科与他们的主机38]。美国meliloti和农环葡聚糖合酶突变体ndvB和chvB基因,分别都无法合成CβGs和无法入侵宿主植物固氮根瘤形成或导致肿瘤的形成,分别为(38,51]。因此推测,CβGs发挥重要作用的宿主感染这些细菌的宿主。环葡聚糖合酶是一个大型的内膜酶农,和美国meliloti这种酶突变体缺陷显示多向性的膜缺陷,如增加对抗生素的敏感性和洗涤剂和不动的是由于无法组装鞭毛(48]。一个农chvB突变体也被证明是在对表面缺陷产生蛋白质的一种活动形式rhicadhesin [52)和表达低水平的VirB10跨膜蛋白的一部分IV型分泌系统所需的毒性农和布鲁氏菌物种(53]。由于这些循环葡聚糖合酶突变体的多效性的缺陷,C的作用βGs在这些生物的毒性是不确定的。

4所示。疫苗接种策略布鲁氏菌物种

像大多数布鲁氏菌病病例是通过接触受感染的动物或其产品,根除疾病主要是致力于消除策略布鲁氏菌布鲁氏菌病的病原体,在其主要宿主(12]。生活、减毒株和死亡布鲁氏菌用于动物的疫苗,这一策略已成功应用在许多国家根除这种疾病(12]。在接下来的部分,我们将讨论一些突变体,或用于对brucellae动物的疫苗接种。

4.1。b .流产S19

最常用的应变为牛接种疫苗b .流产S19 [54)和它的衍生物被用在前苏联作为人类[活疫苗55]。然而,b .流产S19并不完全无毒的人类和病例报告兽医处理疫苗株的免疫牛已经被感染2]。b .流产S19原本孤立的从牛奶被感染动物的致命的毒株,但已成为自发的减毒,未知突变在实验室培养(56]。尽管减毒,血清学和毒性菌株产生S-LPS [57]。疫苗的有效性与应变和抗体的产生依赖于动物的年龄在疫苗接种,剂量,疫苗应用的路线和布鲁氏菌病的患病率在群54]。动物接种疫苗后,它将受布鲁氏菌病多年,然后可以延长复种(54]。然而,b .流产S19并非完全无毒牛和它可能导致流产的一小部分(< 2.5%)的免疫,怀孕的母牛和公牛睾丸炎(54,58]。因此,接种b .流产S19目前仅限于女性小腿之间的三岁八个月(59]。的b .流产S19疫苗株也与关节病,当S19 antigen-containing免疫复合物被发现在布鲁氏菌病的关节自由但接种牛(60]。最近的一项研究已经确认,在24的基因突变b .流产S19相对于b .流产2308年可能占的毒性(61年]。其中24个基因,有些是编码蛋白质参与赤藓糖醇的代谢和脂质(61年]。

4.2。b . melitensisrev . 1

b . melitensisrev .最有效的疫苗株用于接种绵羊和山羊(58]。压力是来自一个致命的毒株开发用作疫苗接种菌株和生活是使经济增长依赖链霉素控制它在主机(62年]。然而,尽管这一毒株授予保护老鼠对布鲁氏菌病,它证明了低效的保护猴子和山羊62年]。因此,应变被选中的隔离成功免疫小鼠和豚鼠,不再依赖链霉素,也失去了它的一些毒性(62年]。b . melitensisrev .作为活疫苗,因为它保留了一些毒性将导致堕胎如果用于怀孕的动物58,62年]。b . melitensisrev .据报道在极少数情况下分泌到哺乳动物的奶,提高担忧疫苗毒株感染其他动物和人类62年]。事实上,动物流产引起的病例b . melitensis感染和人间布鲁氏菌病b . melitensis菌株被孤立,被相同的外表对链霉素(rev .接种疫苗毒株,但敏感62年]。b . melitensisrev .有S-LPS表型和动物接种压力引发的o抗原的抗体b . melitensis(58]。这使得区分接种疫苗和受感染动物使用实验室血清学方法几乎不可能(58]。

4.3。b .流产应变45/20

b .流产45/20是一个R-LPS突变后,获得了20的段落b .流产隔离通过豚鼠[4558,63年]。这个突变菌株产生少量的O-polysaccharide,聚合方式不同的野生型菌株和包含减少数量的糖分子组成64年]。尽管这一毒株能够保护豚鼠布鲁氏菌感染,它不是一个稳定的活疫苗,可以恢复到一个强毒株(58]。然而,当用于牛的疫苗接种,也不是堕胎的原因(58]。R-LPS表型的突变造成的b .流产45/20是未知的58)和回归S-LPS和致命的毒株可能发生,它不是目前用作疫苗株(63年]。

4.4。b .流产RB51

b .流产RB51是一种减毒自发R-LPS突变体,通过反复的通过b .流产2308包含利福平对媒体和青霉素65年]。RB51 IS771插入的wboA,一个基因编码一个假定的糖基转移酶,被认为是其他几个未知突变(28]。尽管RB51突变了wboA基因,其有限合伙人含有甘露糖比其他的2.5倍b .流产wboA突变体(28]。45/20相比,这一毒株被证实是一个稳定的突变即使多个段落通过实验室培养和受感染动物(65年]。因此,目前在一些国家作为疫苗用于牛(66年]。RB51已被证明是有效地保护小鼠免受布鲁氏菌病但不是羊(测试时有效的58]。RB51耐利福平,是用于治疗人类的布鲁氏菌病(63年]。

4.5。疫苗接种策略的优势和劣势

许多其他R-LPS布鲁氏菌菌株可用于疫苗研发(参考部分2)。然而,随着o抗原是最暴露抗原在布鲁氏菌感染的大多数适应性免疫反应是针对这种抗原。因此,粗略的布鲁氏菌突变株通常赋予较低程度的保护比S-LPS菌株。减毒活疫苗的菌株布鲁氏菌当前的首选方法是预防接种的动物吗布鲁氏菌感染;然而,目前还没有授权人类疫苗(55]。赋予的保护水平增加减毒S-LPS菌株比R-LPS获得的较低水平布鲁氏菌菌株。另一方面,S-LPS疫苗株注定要交叉作用的诊断分析用来确定布鲁氏菌感染(55),因此不可能区分接种疫苗和受感染的动物55]。找到一个减毒布鲁氏菌菌株,有效地提高从随后的感染和充分的保护,不会干扰标准诊断测试是一个挑战未来,和几个候选人已经确定屏幕布鲁氏菌突变体,减毒的毒性55]。

5。结论

Sugar-modified细胞被膜组件交互中发挥核心作用布鲁氏菌与他们的主机。有限合伙人是一个关键的中介所检测到的先天免疫反应。因此不足为奇布鲁氏菌有限合伙人更适应规避宿主先天免疫的激活。不同寻常的结构布鲁氏菌有限合伙人有助于抑制以及保护细菌免受宿主的免疫反应。CβGs是重要的细胞内复制,吞噬体成熟,溶酶体逃税,和定位的布鲁氏菌含有液泡内质网。这是通过调节宿主细胞膜的脂质筏域和bcv的细胞膜。为了促进这一点,组成型表达的CβGs是必需的,这可以解释缺乏osmo-regulation发现的生物合成布鲁氏菌CβGs。CβGs所产生的数量α变形菌门,形成与真核宿主细胞相互作用和被发现是必不可少的主机交互。这表明,CβGs是压抑的感觉的关键因素这些不同种类的细菌的宿主。本文强调的重要性有限合伙人和CβGs的布鲁氏菌真核细胞内持续存在。因此,sugar-modified细胞被膜组件是关键的毒力因子布鲁氏菌,宿主感染。布鲁氏菌突变体是有缺陷的或导致这些变化往往减毒宿主sugar-modified组件。这将是有趣的,以确定这些突变体可以在未来开发的疫苗保护动物和人类布鲁氏菌感染。

确认

BBSRC (BB / D000564/1)和MRC新调查员(G0501107)赠款授予g·p·弗格森支持这项工作。p·c·埃尔南德斯得到了MRC格兰特。a . f . Haag支持阿伯丁大学的博士奖学金;k . k . Myka支持和m·f·f·阿诺德SULSA博士学位助学金。

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