越来越多的研究表明，细菌细胞外囊泡（bEVs）是肺纤维化、败血症、系统性骨质流失和阿尔茨海默病等多种疾病发病机制背后的关键潜在机制之一。鉴于这些新的见解，bEV被作为一种新兴的载体，可以用作诊断工具或作为治疗靶点来治疗疾病。来自比利时根特大学VIB炎症研究中心的研究人员发表综述，讨论了bEV在疾病发病机制中的贡献及其潜在机制、bEV作为新型诊断生物标志物的潜力、以及如何利用bEV相关机制作为治疗靶点。相关研究以“Bacterial extracellular vesicles: an emerging avenue to tackle diseases”为题在线发表于6月15日的国际微生物学期刊Trends in Microbiology杂志上。
革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌都能从其亲本细菌中释放含有多种成分（如蛋白质、脂质、脂蛋白、DNA和RNA）的细胞外囊泡（EV）。bEV有着不同的形成路线和货物分选机制（如图所示），这就导致不同的bEV亚型携带有不同的货物，从而可能具有不同的生物学功能。通常，革兰氏阳性菌产生的EV被称为细胞质膜囊泡（CMVs），而革兰氏阴性菌分泌的EV由于其起源（外膜）而被称为外膜囊泡（OMVs）。
越来越多的人认识到，将生物分子包装到囊泡中是细菌的一种独特的分泌机制，涉及多种功能，包括细菌生物膜的形成、营养物质的获取、生物分子的转移和免疫调节。对于后者，bEV可以与宿主细胞相互作用并诱导下游免疫反应，间接地，可以通过表面配体-受体相互作用，或直接地，通过直接的货物递送到宿主细胞。此外，在受感染人类的生物样本中也观察到bEV，这强调了它们在疾病进展和发病机制中的潜在相关性。这些研究促进了对bEV产生的生物学机制及其在疾病发病中的作用的进一步研究。由于这种功能的多功能性，研究人员已经开始探索bEV作为临床诊断和治疗应用的潜在目标。
在这篇综述里，研究人员总结了bEV及其在疾病发病机制中作为细菌-宿主相互作用的关键介质的作用。通过多个章节，研究人员讨论了利用bEV进行疾病诊断的最新进展，以及针对bEV相关机制的新的治疗机会。
内容提纲：
- 细菌来源的细胞外囊泡（bEVs）是一种纳米级颗粒，含有来自亲本细菌的各种生物分子，包括脂多糖（LPS）和外膜蛋白。
- 细菌利用bEV作为生物穿梭系统，将毒力因子传递到宿主细胞中，从而调节宿主信号通路和细胞生物过程。
- bEV相关分子被细胞表面和细胞内受体感知，它们触发先天免疫信号，导致炎症和抗炎反应。
- bEV在细菌生理和发病机制中起着关键作用，识别和靶向bEV可能分别为诊断和治疗策略提供新的途径。
研究人员认为，bEV研究揭示了细菌如何利用bEV这一分泌途径与宿主细胞相互作用并增加细菌致病性的新机制。最近的研究也强调了bEV如何与宿主免疫系统相互作用，以及这种活动如何加剧疾病的发展和进展。bEV在疾病发病机制中的作用使其作为新的诊断生物标志物和治疗靶点具有巨大的潜力。鉴定bEV的方法的发展，以及针对bEV的药物的开发，有可能揭示新的方法来改善细菌感染相关疾病的诊断和治疗。最近，一些bEV特征——如LPS含量、DNA甲基化、代谢组学和基因组谱——已被引入作为诊断各种疾病的潜在生物标志物，包括牙周炎、AD、癌症、过敏和呼吸系统疾病。
许多抑制剂，包括化学药物和多种天然产物，已被发现通过靶向bEV产生、bEV活性或bEV诱导的活性来阻断bEV对疾病发病机制的作用，显示出靶向bEV相关过程的治疗潜力。尽管取得了令人振奋的进展，但仍需要大量的努力来开发成本效益高、直接的bEV分离和检测技术。此外，我们需要更好地了解bEV在疾病发病机制中的多方面功能以及bEV抑制剂的作用机制。这将对新的诊断和治疗方法的发展以及临床转化有很大的好处。尽管bEV尚未得到广泛的研究，但这些早期研究为未来开发安全有效的药物或疗法提供了宝贵的基础。
参考文献：Bacterial extracellular vesicles: an emerging avenue to tackle diseases. Trends Microbiol. 2023 Jun 15:S0966-842X(23)00163-4.
