RTX 毒素将红细胞转变为促凝状态的新通路被揭示
研究人员新近揭示了这样一个原因:人们熟知的常见食物中毒——肠出血性大肠杆菌感染,为什么在部分患者中会进展为致命的血栓并发症。此前一直被认为主要由引发血管损伤的志贺毒素(Shiga toxin)所致,而韩国科研团队则进一步阐明了一条可将红细胞本身转变为“血栓促发状态”的毒素通路,从而加深了人们对感染性血栓性疾病的认识。
韩国研究财团表示,由 Chungnam National University 药学院教授 Jeong Hanyoung 与 Hanyang University 药学院教授 Bae Oknam 组成的联合研究团队,阐明了肠出血性大肠杆菌(EHEC)感染时出现的血栓并发症的新发病机制。
RTX 系列毒素(EhxA)使红细胞转变为促凝状态并形成静脉血栓的过程(示意图)。肠出血性大肠杆菌(EHEC)分泌的 RTX 系列毒素 EhxA 在红细胞膜上形成孔洞后,钙离子内流增加,从而使红细胞表面的磷脂 PS 暴露。此过程中出现微囊泡形成和红细胞形态改变,PS 暴露的红细胞具有更高的凝血活性,促进凝血酶生成和红细胞聚集。这些反应累积后会放大血管内凝血,可能发展为静脉血栓症。图文说明及提供 Chungnam National University 药学院教授 Jeong Hanyoung
View original image志贺毒素难以完全解释的血栓……聚焦红细胞变化
肠出血性大肠杆菌是引发严重血便和腹痛的典型食物中毒致病菌,但在部分患者中,病情可进展为溶血性尿毒综合征(HUS)或血栓性微血管病(TMA)等威胁生命的并发症。既往研究主要聚焦于志贺毒素损伤血管内皮的通路,但难以完全解释在真实感染患者中观察到的全部血栓反应。
研究团队注意到,血栓形成不仅与血管损伤相关,也可能与血液细胞,尤其是红细胞性质的改变直接相连。在病理条件下,红细胞可在其表面暴露磷脂 PS(磷脂酰丝氨酸),从而放大凝血反应,但在肠出血性大肠杆菌感染中,究竟是哪一种毒素诱导了这一变化,此前并不明确。
RTX 毒素 EhxA,将红细胞转变为“血栓制造机”
联合研究团队通过实验证实,肠出血性大肠杆菌分泌的 RTX(Repeats in ToXin)系列毒素 EhxA 会在红细胞膜上形成孔洞,增加钙离子内流,由此导致红细胞表面暴露磷脂酰丝氨酸(PS)。暴露 PS 的红细胞会促进凝血酶生成,并强化红细胞聚集以及与血管内皮细胞的黏附,从而放大血管内的凝血反应。
在这一过程中,红细胞由原本的双凹圆盘状依次转变为棘突状和球形,并形成微囊泡,整体转入“血栓促发状态”。动物实验同样显示,在肠出血性大肠杆菌感染时,红细胞变化与静脉血栓形成均有所增加;相反,在感染缺失 EhxA 的菌株时,红细胞形态变化和血栓相关指标均同步下降。这表明 RTX 毒素 EhxA–红细胞通路与体内实际血栓形成直接相关。
此次研究突破了将感染性血栓并发症仅仅视为“志贺毒素–血管损伤”主导的传统观点,提出了“RTX 系列毒素(EhxA)–红细胞–凝血放大”这一新的机制轴线,具有重要意义。研究团队表示,未来有望围绕 EhxA 或 RTX 系列毒素开发中和策略,并将红细胞 PS 暴露等细胞变化指标应用于血栓风险评估和应对策略的制定。
本研究在科学技术信息通信部和韩国研究财团的个人基础研究及领先研究中心(MRC)项目资助下完成,研究成果已于本月 7 日在线发表在国际学术期刊《Science Advances》上。
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