人類的補體抑制子能夠加強A型鏈球菌的毒力

        David Ermert, Jutamas Shaughnessy, Thorsten Joeris, Jakub Kaplan, Catherine J. Pang, Evelyn A. Kurt-Jones, Peter A. Rice, Sanjay Ram, Anna M. Blom

Plos Pathogen, 11: e1005043. July 22, 2015

Speaker: Meng-Ju Tsai (蔡孟儒)                                          Time: 15:00~16:00, Oct. 07, 2015

Commentator: Dr. Ching-Chuan Liu (劉清泉老師)             Place: Room 601

Abstract:

  化膿性鏈球菌，又被稱為A型鏈球菌(Group A Streptococcous, GAS)，會造成廣泛性疾病的人體病原菌，廣泛性的疾病則是由較輕微的急性咽喉炎到嚴重的invasive infection，例如壞死性筋膜炎和中毒性休克症候群。GAS為了增加生存在宿主體內的機率，必須躲避宿主人體體內的免疫系統，因此發展了許多複雜的機制來達成此目的。此篇作者主要探討的是GAS如何躲避人體內的補體系統。在先前的研究文獻中提到，GAS會釋放一些毒力因子去與宿主免疫系統的一些蛋白作用，進而達到躲避免疫反應的效果，而在這些毒力因子中，有一種蛋白能夠與宿主體內用來抑制免疫反應過度的補體抑制子：C4b binding protein (C4BP)和 Factor H (FH)作用來躲避補體系統，此蛋白是屬於M蛋白家族，被歸類於此家族的蛋白，有些也能夠與補體抑制子結合[1, 2]，但是，有些GAS(例如：AP1 strain，能夠產生protein H，也是屬於M蛋白家族)釋放出的這類蛋白雖可以跟人體的補體抑制子作用，卻不能與小鼠體內產生的補體抑制子結合，所以現階段缺乏適當的animal model去探討in vivo的情況下執行這樣的機制，GAS是如何執行這樣的機制。為了去突破這樣的問題，作者去產生出能夠自行製造出人體的補體抑制子的小鼠，分別有三種：能夠各別單一產生C4BP、FH的以及皆兩者能產生(C4BPxFH)的基因改造小鼠。經過PCR、western blotting的試驗，確認這些小鼠是真能夠產生具功能性的補體抑制子後，作者開始進行GAS的感染：與wild type mice比較之下，感染AP1 strain的這三種小鼠都顯示了較高的死亡率；反之，作者將AP1 strain的protein H基因移除後，再感染C4BPxFH基因改造小鼠，在死亡率的數據顯示與wild type mice並無顯著上的差異。進一步，作者去小鼠感染AP1 strain後，體內的器官變化，發現在C4BPxFH基因改造小鼠體內有嚴重的多重器官衰竭以及參與發炎反應的cytokines有被大量的製造出來。總和以上，可以說明在in vivo的情況下，利用蛋白去與人體補體抑制子結合，將有效幫助GAS存活在宿主體內。

References:

1.         Thern A, Stenberg L, Dahlback B, Lindahl G (1995). Ig-binding surface proteins of Streptococcus pyogenes also bind human C4b-binding protein (C4BP), a regulatory component of the complement system. J Immunol. 154:375–386.

2.         Horstmann RD, Sievertsen HJ, Knobloch J, Fischetti VA. (1988). Antiphagocytic activity of streptococcal M protein: selective binding of complement control protein factor H. Proc Natl Acad Sci U S A. 85:1657–1661.