2025-06-25 05:59来源:本站
抗原变异可能发生在血液之外的想法,其中血管外种群导致血液中的免疫逃避,这并不是新的。在这里,使用现代的高分辨率技术,我们为这一长期假设提供了证据。在针头和采摘咬合引起的感染中,我们发现血管外空间是VSG的主要储层,这是任何个体感染中大多数抗原多样性的原因。我们在血液中检测到的VSG数量先前的估计值为6,7,8,而组织的多样性则高两到四倍。我们的数据表明,这至少部分是由于血管外空间中清除动力学较慢,并强调了组织空间在病原体多样化中所具有的作用。
尽管血管外寄生虫种群高度抗原多样性,但我们没有看到组织特异性VSG表达的证据。由于寄生虫在发生大量VSG转换之前有效地侵入组织,因此组织入侵似乎不可能进行任何特定的VSG。VSG是否可以影响特定宿主空间中的寄生虫健身。直到感染后第14天,我们都测量了VSG表达,此时组织居民的种群刚刚开始彼此不同。因此,随着这些人群的进一步发展,可能会选择更好地适应某些组织空间的VSG。
以前已经表明,在单独的血液中,布鲁氏菌(T.在这里,我们发现宿主组织中表达的VSG多样性更大。尽管从表面上看,t. brucei迅速使用这么多不同的抗原似乎是不利的,但这种惊人的多样性对于寄生虫可能很重要。在自然感染中,尤其是在野生动物中,在野生动物中,可能存在抗VSG免疫力的野生动物,可能需要高的开关速率来确保某些寄生虫成功逃避了宿主现有的抗体库。此外,野外感染可以持续数月至14,45年。在这些长期感染过程中,在组织中发现的大量VSG水库对于维持慢性感染可能是必不可少的。
确实,我们的数据支持这样的观点:当寄生虫在切换后重新进入血液时,血管外空间中大量的抗原多样性储层会导致全身感染:稀有的VSG在早期时间点仅在组织中表达的稀有VSG在血液和其他空间中表达。这也与最近的另一项研究一致,该研究表明,血液居民的寄生虫在很大程度上是非复制的,表明可能需要组织居民寄生虫重新播种血液46。但是,这一观察结果还有另一个有趣的解释。已知在T. Brucei中进行切换是可半封闭式的7,47,并且比血液中的寄生虫更早或更频繁地切换,或更频繁地切换。在这种情况下,在每个人群中都不会在没有空间之间任何寄生虫运动的情况下独立出现相同的VSG。尽管感染的初始阶段后观察到的高血管通透性表明寄生虫可能在血管系统和血管外空间之间来回移动,但组织居民种群中包含许多独特的VSG这一事实表明,血液重新进入寄生虫可能代表寄生虫。正如在脂肪组织中观察到的那样,在这些空间中的分裂细长形式的寄生虫比例更高,可以解释组织中的开关率提高,但是我们发现在PAD1表达和VSG多样性增加之间的种群水平上没有相关性。值得注意的是,当组织中的总寄生虫负荷低于血液时,仍然观察到增加的多样性(扩展数据图3C)。因此,令人兴奋的是,推测血管外环境的某些方面提供了促进VSG开关的分子或物理刺激。
尽管VSG切换的时机可能是环境触发因素的结果,但我们的数据表明,与血液相比,血管外空间中较高的抗原多样性也可以通过免疫反应的动力学来解释每个空间中对Brucei的免疫反应的动态。在组织空间中,我们观察到寄生虫的VSG特异性清除率慢于血液,这可能会为这些人群提供更多的时间进行抗原变异。此外,新开关的寄生虫仍然容易受到对先前VSG的抗体的免疫清除,约为29小时,因此免疫清除的中等延迟可以使更多的开关寄生虫生存48。我们观察到的直接关系在辅助 - / - 小鼠中的寄生虫清除时间和抗原多样性之间支持该模型,甚至清除的小延迟也对组织和血液中的寄生虫VSG多样性产生了很大影响。
我们的结果表明,IgG的产生在清除组织中的寄生虫中具有关键作用,我们建议这可能与该分子在促进寄生虫清除率的血管外空间中的现成扩散有关。但是,重要的是要注意,尽管抗VSG IgM和IgG反应之间的时间差异启发了以下假设:IgG对于组织中的寄生虫清除可能很重要,但我们的研究并不能证明时间安排在组织空间中的延迟清除率。局部对布鲁氏菌的免疫反应很复杂,许多机制可能在寄生虫检测和清除率中起作用。我们的结果表明,IgG是此响应中的重要参与者。我们观察到的VSG多样性的增加无疑是多因素的,可能会受到寄生虫因素的影响,例如代谢,分裂,运动性和抗体内在化以及宿主因素,例如局部免疫反应,局部免疫反应和血管通透性。需要进行更多的研究,以充分了解血管外生态裂内Brucei宿主与病原体相互作用的复杂性。
总而言之,我们的结果概述了一个模型,其中t. brucei寄生虫“隐藏”在血管外空间中,以产生能够退出组织并有助于系统性免疫逃避的新抗原变体。再加上其他最近的研究9,10,11,12,13,46,49,这暗示了t. brucei感染的进展和发病机理的框架,在这些框架中,血液可能代表瞬时种群,而不是由临时寄生虫储存,而不是由大肠腔内寄生虫定期播种。因此,脉管系统可能充当组织空间之间运动的高速公路系统,并最终将其转移到采收蝇中。
干扰组织空间内或建立的出口可能是治疗t. brucei感染或其他依赖于依赖于血管外环境特征的病原体的策略。与此相一致,最近的一项研究表明,使用针对P-和E-选择蛋白的抗体对Brucei组织侵袭的部分抑制会导致小鼠的生存率延长13。这也与另一组的数据相吻合,这些数据发现不再是感染性50,这些数据发现了immotile t. brucei寄生虫,可能无法侵入组织。如果没有正确建立寄生虫组织储层,则可能会降低总体抗原多样性,从而限制了寄生虫的免疫逃避能力并导致寄生虫负担减轻。在空间内和空间之间定义寄生虫的动力和变化以及每个组织空间内的独特宿主环境,对于理解布鲁西如何始终避免免疫清除率并利用这种控制疾病控制机制至关重要。
从更广泛的角度来看,这些数据表明,宿主中不同的环境和免疫压力如何影响病原体多样化。感染中遗传异质性的产生对于许多病原体毒力过程至关重要,包括建立和维持感染,促进免疫逃避,产生耐药性并适应不同的宿主环境。血管外环境在促进病原体进化方面具有独特的作用,而布鲁西则是理解宿主 - 病因界面的这一方面的宝贵模型。