越来越多的研究表明细菌来源外囊泡 (bEVs) 是肺纤维化、败血症、全身性骨质流失和阿尔茨海默病等各种疾病发病机制背后的关键潜在机制之一。鉴于这些新见解，细菌外囊泡被提议作为一种新兴工具用于疾病诊断或治疗。为了进一步促进对细菌外囊泡在健康和疾病中的研究进展，来自比利时弗拉芒生命科学研究院炎症研究中心（VIB-IRC）的研究人员在国际杂志Trends in Microbiology上发表了题为“Bacterial extracellular vesicles: an emerging avenue to tackle diseases”的综述文章。
细菌外囊泡含有来自亲本细菌的多种成分比如蛋白质、脂质、脂蛋白、代谢物、DNA 和 RNA。细菌外囊泡具有不同的生物发生途径和货物分选机制，从而导致细菌外囊泡存在不同的亚型，不同亚型外囊泡的结构和组成差异可能引发不同的生物功能。
细菌外囊泡的生物发生和组成：(A) 在革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌中通过不同形成途径产生的外囊泡；（B）细菌外囊泡生成过程中的货物分选机制。图片来源：Trends in Microbiology (2023). DOI: 10.1016/j.tim.2023.05.010
细菌外囊泡可以穿过各种生物屏障，再通过淋巴循环或系统循环在全身广泛传播，并能到达远处的组织器官甚至大脑。一旦细菌外囊泡到达宿主细胞，它们可以激活下游免疫反应。细菌外囊泡主要通过两种途径来激活宿主免疫反应：(1)表面配体-受体相互作用；(2)直接将货物递送到宿主细胞内。不同免疫激活路径具有细菌种属甚至菌株特异性。
细菌外囊泡与宿主细胞相互作用并引发不同的免疫反应。图片来源：Trends in Microbiology (2023). DOI: 10.1016/j.tim.2023.05.010
来自致病菌的外囊泡与其携带的各种毒力因子有关，例如蛋白酶、粘附素、溶血素和毒素，这些毒力因子与粘附、入侵、抗菌素耐药性和宿主免疫调节息息相关。与此同时，越来越多来研究证据表明致病菌分泌的外囊泡参与了众多疾病的发病机制。
细菌外囊泡的病理功能与相关疾病。图片来源：Trends in Microbiology (2023). DOI: 10.1016/j.tim.2023.05.010
由于细菌外囊泡在细菌发病机制中起着至关重要的作用，因此识别和靶向细菌外囊泡可能为疾病诊断和治疗提供了新途径。一方面，生物样本（如血清、粪便）中特定细菌外囊泡的存在可能与特定细菌感染水平及相关疾病的发展程度有关，这使得鉴定细菌外囊泡或其成分可作为临床诊断的潜在生物标志物。另一方面，通过靶向抑制细菌外囊泡的产生、细菌外囊泡活性和细菌外囊泡介导的反应可能会成为解决细菌感染和相关疾病治疗的新策略。
最近，一些细菌外囊泡特征，如脂多糖含量、DNA 甲基化、代谢组学和基因组学，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、阿尔茨海默病、癌症、过敏和呼吸系统疾病。此外，已发现许多抑制剂，包括化学药物和多种天然产物，可通过靶向细菌外囊泡产生、细菌外囊泡活性或细菌外囊泡诱导的活性来阻断细菌外囊泡对疾病发病机制的影响。尽管目前的研究取得了令人兴奋的进展，但仍需要继续投入大量人力物力来开发具有成本效益且简单的细菌外囊泡分离和检测技术。最后，我们需要全面了解细菌外囊泡在疾病发病机制中的功能以及细菌外囊泡抑制剂的作用机理。这将无疑对开发新的诊断和治疗方法以及临床转化大有裨益。尽管尚未对细菌外囊泡进行广泛研究，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：Xie, J., Haesebrouck, F., Van Hoecke, L., & Vandenbroucke, R. E. (2023). Bacterial extracellular vesicles: an emerging avenue to tackle diseases. Trends in Microbiology. https://doi.org/10.1016/j.tim.2023.05.010
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