作者 | 李姝
单位 | 沁阳市人民医院
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胞内菌的概念:感染机体后,主要寄居于细胞内的细菌称为胞内菌。
是不是真的非黑即白呢?看看文献怎么说:
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胞内菌的概念,根据病原微生物的复制位置和对宿主细胞的依赖程度进行分类。这一概念在微生物学领域的建立中发挥了基础性作用,产生了许多新的和富有成果的细胞生物学和细胞介导免疫机制的研究。
然而,就像任何科学观点一样,胞内菌的概念可能成为一种教条,限制思考,并过度简化复杂和动态的宿主病原体相互作用(同意,举手,支持)。越来越多的证据模糊了胞内和胞外病原体的区别,并表明许多病原体可以同时存在于细胞内和细胞外。
尽管胞内病原体的观点仍然有用,但不应将其视为病原微生物的严格分类,因为病原微生物在宿主中表现出显著的多样性和复杂性(对呀,微生物早于我们人类多少年的发展呀,我觉得他比我们聪明多了)。
胞内菌的概念在20世纪中期出现。
胞内菌的概念在昆虫学、免疫学和传染病中有不同的起源。在19世纪,对昆虫细胞的研究揭示了胞内菌的存在,早期免疫学家专注于体液和细胞免疫的争论,试图分别用抗体和吞噬细胞来解释免疫。
从这一条件来看,胞内菌如结核分枝杆菌是无法获得体液免疫的,胞内菌也挑战了抗体仅作为调节蛋白来促进细菌被吞噬细胞吸收的观点。这一概念很快在传染病领域得到了重视,因为它可能解释了由于细胞渗透不良而减少抗生素的功效,或由于细胞内细菌占据有利位置而导致长期慢性感染的原因。(额,哦,原来是这样呀,解释了某种难以解释的事情)
胞内菌概念的基本前提是,在胞内复制的微生物与不能在胞内复制的微生物在生物学和致病机理上有根本的不同。在胞内复制的微生物通常分为专性和兼性两类,这种分类方法的问题在于,已知的未在胞内复制的微生物默认为胞外病原体(这分类很无语了)。
在这方面,认识到某些分类为胞外病原体的微生物,同时有对发病机制至关重要的胞内相需要很长时间,金黄色葡萄球菌就是一个明显的例子(发展中不断认识嘛)。相反,对于其他归类为胞内菌的微生物,如结核分枝杆菌,由于关注巨噬细胞内的持久性和复制,导致该领域忽视了胞外菌在疾病机制中的重要作用。
尽管如此,胞内菌的观点对生物医学的发展产生了深远的影响,促进免疫学和微生物学的新研究方向。在过去的半个世纪里,研究人员已经了解了很多关于微生物是如何附着和进入宿主细胞的,以及它们是如何离开细胞或利用它们的“特洛伊木马”穿越上皮屏障。其他方面的研究还探索了胞内菌对宿主细胞营养物质的依赖,代谢宿主-病原体的相互作用。(还是要承认他所带来的好处的)
局限性
与任何科学教条一样,胞内病原体的观点已经将微生物发病机制的科学研究引导到某些领域。后来发展来看,人们可以推测胞内病原体的概念,可能实际上阻碍了微生物学和免疫学某些领域的进展。
设想胞内生物的主要生态位是一个模糊的概念,将某些领域的思维限制在一个二维空间内,其中胞内和胞外的事件是独立的活动领域,这在二十世纪后期的免疫方法中很明显。这种过度简化可能推迟了对某些病原体在胞内和胞外位置循环、从细胞内逃逸到细胞外或显著改变其复制生态位的认识。
此外,在所谓的胞内病原体中,可以观察到它们如何利用宿主细胞的巨大差异,一些迅速诱导细胞死亡,另一些激活生存途径,使细胞内持久性延长。事实上,微生物在细胞内的停留可能导致多种结果,如微生物杀灭、持久性、复制或胞吐(图1)
图1 与胞内菌相关的结果解释
(a)一些微生物修改吞噬小体以促进细胞内的复制和持久性,(b)一些微生物被吞噬小体中的杀微生物机制杀死,(c)细菌如志贺菌属,单核增生李斯特菌从吞噬小体逃逸到细胞质(d)吞噬小体内的细菌复制会导致数量的增加,最终淹没细胞(e)对于对于某些胞内菌,细胞内复制之后是胞外作用,这一事件可能是宿主细胞的裂解或非裂解某些胞内菌。
免疫系统分工的观点是由这样一种观点推动的,即微生物可以严格地分离成胞外和胞内的病原体,分别由体液免疫和细胞免疫处理。这种简单化的观点很大程度上是由于难以确定抗体介导的免疫对诸如结核分枝杆菌等胞内病原体的作用。
无效的体液免疫被错误地认为抗体无法接触胞内的病原体,而抗体被认为在结核病的宿主防御中发挥重要作用。我们又一次看到了证据缺失的逻辑错误(即抗体介导的免疫无效)被误解为证据缺失的逻辑错误(即抗体没有作用)。
因此,人们的注意力几乎完全集中在认为是胞内的病原体的细胞介导免疫的研究上,而忽视了体液免疫,尽管有令人信服的证据表明免疫系统是相互依赖和协同的。
相反,研究所谓的胞外病原体的领域往往忽视细胞介导免疫的重要性。例如,肺炎球菌领域最初主要关注抗体介导的免疫,尽管事实证明细胞免疫对保护也至关重要。(思考太片面了吧,哪有非黑即白的,这个世界往往是复杂的)
对某些微生物致病策略的认识受阻。例如,直到20世纪90年代末,新型隐球菌被认为是一种胞外病原体,因为它经常在细胞外间隙被观察到,并具有抗吞噬性。因此,在胞内发现的隐球菌被认为是摄入的死亡酵母而被排除。即使有证据表明隐球菌可以在体内和体外细胞内复制,花了相当长的时间,才将新型隐球菌作为一种胞内病原体的概念为该领域所接受。
关于病原体是胞内还是胞外的问题一直不明确,因为各个领域都在努力确定常见和重要的致病菌,如金黄色葡萄球菌、小肠结肠炎耶尔森菌或百日咳博德氏杆菌,是否属于胞内病原体,尽管有许多报道称它们可以在胞内复制。
总结下哟
20世纪中叶细胞内病原体概念的实现是一个重大的进步,它为研究提出了新的问题,并在微生物发病机制方面开创了一个无与伦比的发现和进展时期。研究人员开始认真考虑代谢,免疫,细胞生物学和临床意义的胞内复制。就像任何教条一样,如果胞内病原体的概念阻止了对许多病原体所使用的各种复制环境的认识,它就会成为一种智力上的束缚。
虽然胞内病原体的概念作为理解微生物发病机制的模型仍然有用,但将病原体划分为胞内或胞外必须灵活和实用。微生物是否需要宿主细胞来复制、存活或逃避宿主的防御,以及细胞内生态位是否对感染的发病机制、治疗或预防有影响,这些问题至今仍具有重要意义。(总结的有道理哟,嘻嘻,你怎么看呢?)
个人观点
世界瞬息万变,观点层出不穷,随着不断的发展,新的更有依据的观念也在不断的更新,每种曾经出现的观点总有其存在的价值,我们在不断的学习新的观点,质疑旧的观点中不断成长。读无数篇的好论文,能形成自已的观点和看法才是最重要的,这或者也是阅读文献的魅力所在吧。知其然也希望能知其所以然,共勉!
参考文献:
Arturo Casadevall ,Ferric C. Fang.The intracellular pathogen concept,Molecular Microbiology. 2019;00:1–5.DOI:10.1111/mmi.14421
END
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编辑:徐少卿 审校:陈雪礼
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