Staphylococcus aureus synthesizes adenosine to escape host immune responses
Thammavongsa V., et al, JEM 206: 2417-27 (2009)

微免所 王昱仁 S46981185 SEMINAR中文報告

    就過往我們以知的金黃色葡萄球菌對抗宿主先天性免疫反應的機制包括了破壞吞噬細胞的匯集、干擾補體的活化、抵制氧化物的釋出、抵禦抗微生物胜肽、降解免疫球蛋白、遮蔽調理素以及溶解掉嗜中性球而本篇論文作者團隊發現了其中溶解嗜中性球的詳細機制－生合成腺苷酸。

    金黃色葡萄球菌是一株臨床上常見的致病菌，因為常見且長期的臨床抗生素治療使的有多種如：MRSA ( Methicillin-Resistance Staphylococcus aureus ) 等抗藥性菌株出現，使的此菌株成為醫學研究上科學家極有興趣的研究對象。金黃色葡萄球菌為一兼性厭氧菌；革蘭氏陽性球菌；顯微觀察下呈現葡萄串狀，臨床鑑定上利用其觸酶陽性、凝固酶陽性、甘露醇發酵以及血液培養基上有溶血環來做為鑑別標準。此株病原菌可入侵人體的血液循環、下呼吸道、軟組織以及皮膚，而可引發蜂窩組織炎、痤瘡、食物中毒、敗血症、心內膜炎和肺炎等常見的疾病。而本篇所提及的腺苷酸除了為去氧核醣核苷酸的組成物之一之外，也具有負向調控人體免疫反應的功能。一般來說，在我們體內組織發炎.缺氧等狀況下，CD39會將循環內的ADP和ATP轉換成AMP，並經由內皮細胞與T細胞表面的CD73也就是5’－核甘酶將AMP轉換成腺苷酸，當腺苷酸結合上A2_A受器之後會去抑制IL-12的製造~促進單核球分泌IL-10以及降低中性球細胞毒素與趨化激素的製造以達到抑制免疫反應的效果。

    本篇論文作者團隊所做的研究以2002年所發表的「An iron-regulated sortase anchors a class of surface protein during Staphylococcus aureus pathogenesis」為基礎，也就是以本篇論文所發現金黃色葡萄球菌的sortase A酵素可將多種在C端具有LPXTG motif的蛋白鑲嵌於菌體表面為出發點，本篇作者團隊則挑選了其中一個腺苷酸合成酶A做為研究對象。首先，作者發現到了此腺苷酸合成酶A對於黃色葡萄球菌的存活具有極大的正比影響力。並且，腺苷酸合成酶A的存量對於宿主腎臟部位的膿瘍也有正比的相關性，這可用腺苷酸合成酶A提升了菌體存活率使的菌體可成功導致宿主腎臟部位膿瘍來解釋。作者也發現腺苷酸合成酶A具有5’－核苷酶活性，此一特殊domain對於腺苷酸合成酶A將AMP合成腺苷酸聚有關鍵性角色。最後，將本次多項實驗與2005年所發表的論文「Insights into mechanisms used by Staphylococcus aureus to avoid destruction by human neutrophils」做了整合，整理出了當嗜中性球吸引至感染部位後吞噬了金黃色葡萄球菌，但金黃色葡萄球菌被噬入胞內並不會被消化，而是隱藏於胞內停止增殖，進而利用腺苷酸合成酶A去生合成核苷酸以溶解嗜中性球並釋出回到感染部位繼續引發疾病的產生。

    而最後在作者解釋了以往已知金黃色葡萄球菌會溶解嗜中性球以抵禦先天性免疫反應的詳細機制後，作者團隊也比對了多種同屬革蘭氏陽性菌以了解是否有其他革蘭氏陽性菌也會以本身的腺苷酸合成酶A去生合成腺苷酸來抵禦宿主的先天性免疫反應。作者團隊特別針對了具有重大爭議性的炭疽桿菌做了分析，一方面此株菌因近年被當作生化武器而引起注意，另一方面此株菌會先以孢子進入人體，而在被人體內吞噬細胞噬入後會轉化為桿菌型態而釋出，作者的分析也發現了確實此株菌也會利用腺苷酸合成酶A去生合成腺苷酸，至於對於此株菌抵禦宿主免疫反應的更盡一步機制就有待後續的研究討論。