Clostridioides Difficile의 표면 S층 단백질(SLP)에 대한 숙주 면역 반응

추상적인:

병원내 병원균인 Clostridioides difficile은 항생제 관련 설사를 일으키는 새로운 장 병원체입니다. C. 디피실리 감염은 장의 집락화와 장 상피 장벽의 파괴를 포함하여 염증/면역 반응을 유도합니다. 두 가지 주요 외독소인 TcdA와 TcdB의 발현은 C. difficile 병원성의 주요 원인입니다. 박테리아가 풍부한 세포벽 단백질 또는 SlpA와 같은 표면 S층 단백질(SLP)을 숙주 상피 세포와 부착하는 것은 독성에 매우 중요합니다. 독소일 뿐만 아니라 이러한 표면 구성요소는 면역원성이 매우 높은 것으로 나타났습니다. 최근 연구에 따르면 C. difficile SLP는 장 상피 세포에 대한 박테리아의 부착, 밀착 연접의 파괴 및 숙주 세포의 면역 반응 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났습니다. 이러한 단백질은 백신과 새로운 치료제의 새로운 표적이 될 수 있습니다. 이 검토에서는 숙주 면역 유도에 있어 SLP의 면역학적 역할과 C. difficile 감염을 퇴치하기 위한 백신 및 새로운 치료법 개발에 SLP의 사용에 대한 현재 이해를 요약합니다.

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키워드:

항생제 관련 설사; 세포벽 단백질; 치료학; S층 단백질; 백신

1. 소개

독소를 생성하는 혐기성 박테리아인 Clostridioides difficile은 항생제 사용, 유전적, 노출체, 미생물, 미생물 등 다양한 요인으로 인해 건강한 미생물군집이 교란되어 질병 증상을 일으키는 장내 중요한 기회감염 및 병원 내 병균입니다. 및 기타 호스트 요인 [1]. C. difficile의 선택과 증식은 위막성 대장염이라는 생명을 위협하는 상태를 유발합니다[2,3]. 질병통제예방센터(CDC)의 2019년 보고서 최신 추정에 따르면, C. difficile은 2017년 미국에서만 223,900건의 감염과 12,800명의 사망을 초래했으며, 10억 달러의 손실을 입혔습니다[4]. C. difficile 감염(CDI)의 첫 번째 에피소드는 항생제로 치료됩니다. 그러나 이 질병은 초기 CDI의 첫 번째 치료 후 20~30%, 첫 번째 재발 후 50% 이상으로 재발률이 높습니다[5]. 따라서 전 세계적으로 CDI를 퇴치하기 위해서는 긴급한 치료 개입이 필요합니다. C. difficile 발병의 주요 분자적 요인 중 하나는 C. difficile의 19.6-kb 병원성 유전자좌(PaLoc) 내에 위치한 유전자에 의해 암호화되는 두 가지 주요 독소인 TcdA 및 TcdB의 발현 및 분비입니다. 게놈 [6]. 독소 생산의 조절과 독소 생산과 관련된 다양한 전사 인자는 Chandra et al.에 의해 광범위하게 검토되었습니다. 다른 곳 [6].

CDI 발병기전은 C. difficile 포자 섭취/영양 세포로의 발아로 시작되며, 이는 장에서 발아하여 장 점막에서 증식하고 군집화합니다[1,6]. 장 점막 장벽(IMB)은 병원균에 대한 선천적 방어의 첫 번째 라인입니다. 숙주 IMB는 단단한 접합으로 서로 단단히 결합되어 있고 술잔 세포에서 분비되는 두꺼운 보호 점액층으로 덮여 있는 다양한 유형의 상피 세포로 구성됩니다[1]. IMB가 파괴되면 C. difficile이 병원성 인자의 정교화로 인해 C. difficile 병원성이 손상되고 발현되는 상피 세포 표면에 부착될 수 있습니다[1,6]. C. difficile을 포함한 많은 그람 양성 및 음성 종의 박테리아 세포벽은 표면층 단백질(S층 단백질 또는 SLP)이라고 불리는 풍부한 표면 노출 단백질 분자층과 연관되어 있습니다. 단백질 SlpA는 저분자량 도메인과 고분자량 도메인으로 구성되어 있으며 전자현미경으로 볼 때 파라결정질의 규칙적인 2차원 배열로 배열되어 있습니다[7]. SLP 층의 다른 세포벽 단백질(Cwp) 구성요소는 덜 풍부하고 특성이 잘 알려져 있지 않지만 CD 병원성에서 중요한 역할을 합니다. 최근 몇 년 동안 SLP에 대한 연구가 주목을 받고 있습니다. 이 단백질은 표면 접착, Toll 유사 수용체 활성화, 사이토카인 생성 유도 및 숙주 면역 반응의 일부로서 염증복합체 활성화에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났기 때문입니다. 박테리아의 성장과 생존에 대한 역할 [7-9].

이 검토에서 우리는 C. difficile SLP에 대한 최근 지식을 바탕으로 주요 SlpA 구성 요소 및 기타 덜 풍부한 Cwps에 대한 숙주 면역 반응을 논의하고 CDI 발병과 매우 관련된 새로운 백신 및 치료 표적으로 사용할 가능성을 강조합니다.

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2. CDI에 대한 호스트 선천적 면역 반응

동물 모델에서 집락화 시 비독성 C. difficile(NTCD) 균주는 C. difficile의 병원성 균주에 대한 보호를 제공하는 것으로 나타났습니다. 1980년대 초 Wilson과 Sheagren은 항생제 cefoxitin으로 멸균한 후 NTCD 계통에 의해 식민지화된 햄스터가 독성 C. difficile(TCD) 계통에 감염되었을 때 보호되었다고 보고했습니다. 그러나 C. perfringens, C. bifermentans, C. beijerincki, C. sporogenes 및 열 사멸된 비독성 C. difficile NTCD 균주와 같은 다른 종을 사용한 처리는 CDI로부터 보호하지 못했습니다. 더욱이, 공격 전에 반코마이신 처리를 사용하여 집락화 NTCD를 멸균했을 때 보호 기능이 상실되었습니다[11]. 이러한 발견에 힘입어 NTCD-M1 균주의 포자는 재발성 CDI(rCDI)를 앓고 있는 제한된 수의 임상 환자에게 사용되어 상당한 성공(약 50%)을 보였습니다[12]. 현재 CDI 치료 옵션은 제한적이며 vancomycin, fidaxomicin 및 metronidazole과 같은 항생제 사용에 크게 의존합니다 [13,14]. 항생제의 과도한 사용은 건강한 미생물군집의 불균형을 초래하고 나중에 재발할 수 있는 C. difficile과 같은 병원균의 선택을 더욱 돕습니다[1,15]. 이러한 문제를 효과적으로 피하려면 대체 치료 방법에 즉각적인 주의가 필요합니다. 이러한 치료 옵션 중 일부에는 장 상피의 독소 매개 손상을 방지하는 베즐로톡수맙 주입과 같은 TcdB에 대한 단클론 항체를 사용하는 C. difficile 독소의 중화가 포함됩니다[16]. 또 다른 흥미로운 방법은 직계 가족 중 건강한 기증자로부터 대변 미생물 이식(FMT)을 사용하여 건강한 미생물군집을 복원하는 것입니다. FMT는 재발성 CDI에 대해 최대 90%의 성공률로 유망한 결과를 보여주었습니다[17,18]. 불행하게도, 이들 연구에서는 이들 환자를 보호하는 데 있어 숙주 면역 반응의 역할을 다루지 않았습니다. 따라서 살아있는 NTCD가 독성 TCD에 대해 강력한 면역 반응을 유도하는 일부 항원/세포벽 구성 요소를 분비한다고 주장할 수 있습니다. 마찬가지로 FMT 보호도 제대로 정의되지 않았습니다. 따라서 FMT 도입이 숙주 반응을 어떻게 유도하는지 이해하면 주요 항원을 식별하는 데 도움이 될 수 있으며, 이는 결국 면역 반응과 CDI에 대한 새로운 백신 개발을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.

장에서 숙주의 선천적 면역체계는 침입하는 병원체에 대한 첫 번째 방어선이며, 이는 강력한 숙주 적응 면역 반응을 형성하고 탑재하는 데 중요한 역할을 합니다[1]. 선천적 반응은 주로 세 부분으로 구성됩니다: (i) 장 상피와 점막층(물리적 장벽), (ii) 상피 세포, Paneth 세포 및 장내 미생물의 일부 구성원(화학적 장벽)의 배설 산물인 항균 펩타이드 (iii) 호중구, 호산구, 대식세포, 선천 림프 세포(ILC), 수지상 세포(DC)와 같은 선천 면역 세포의 동원에 의한 세포 반응. 이는 침입하는 병원체와 싸우기 위해 다중 선천 신호 전달 경로에 의해 조율됩니다. 1]. 숙주 세포는 병원체 관련 분자 패턴(PAMP)이라고 불리는 미생물의 특정 보존된 박테리아 특징을 인식하는 TLR과 같은 패턴 인식 수용체(PRR)를 표면에 보유하고 있습니다. 이러한 PRR은 TLR(Toll-like Receptor)이라고도 알려져 있습니다. TLR이 이러한 위험 신호(PAMP)를 인식하면 숙주 세포는 면역 반응을 촉발합니다. 이와 관련하여, TLR4(Toll-like Receptor 4)는 숙주 염증 반응의 시작에 참여하는 작용인 C. difficile 위험 신호를 인식하는 것으로 나타났습니다. 이러한 맥락에서 C. difficile의 SLP는 숙주의 TLR-4과 상호작용하는 반면 C. difficile 편모는 TLR5를 통해 상호작용하는 것으로 나타났습니다[19,20].

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3. C. difficile의 S층 단백질(SLP)

최근 10년 동안 C. difficile의 표면층(S층) 단백질이 상당한 주목을 받았습니다. SLP는 Kawata et al.에 의해 처음 확인되었습니다. 1984년에는 전체 세포 질량의 약 15%를 차지했습니다[21,22]. SLP는 다양한 원핵생물 종에서 발견됩니다. 대부분의 SLP는 2차원 파라결정 배열의 단일 단백질로 세포의 가장 바깥 표면에 배열됩니다[7]. C. difficile에서 S층은 주로 이종이합체 SlpA 단백질로 구성됩니다. SlpA는 단일 slpA 유전자에 의해 코딩되는 고분자량(HMW) 단백질과 저분자량(LMW) 단백질로 구성된 이종이합체입니다. LMW SLP는 노출된 상위 레이어를 형성하고 HMW SLP는 하위 레이어를 형성합니다. LMW SLP는 C. difficile에서 독특합니다. C. difficile 630 균주에서 slpA 유전자좌는 11개의 slpA 파라로그가 있는 36.6kb 영역입니다. 게다가, 게놈 전체에 흩어져 있는 추가 17개의 파라로그가 있습니다[23,24]. 이러한 파라로그 유전자는 이제 클로스트리디움 세포벽 단백질(CwpX)로 명명되었으며, 여기서 X는 식별된 파라로그 번호(X= 1-29)를 나타내고 표 1에 설명되어 있습니다. 그러나 이전에 특성화된 4개의 Cwps인 SlpA, Cwp66, Cwp84 및 CwpV는 이 새로운 명명 규칙이 채택되기 전에 명명되었습니다[23]. 모든 Cwps는 N 말단 신호 펩타이드와 HMW SLP와 상당한 유사성을 갖는 3개의 추정 세포벽 결합 도메인을 포함하는 전형적인 단백질입니다[25,26]. 다양한 C. difficile 균주는 slpA 유전자좌에 변화가 있는 것으로 나타났으며 약 12개의 서로 다른 S층 카세트 유형이 문서화되어 있습니다. 나머지 28개 Cwps는 S층의 ~5~20%를 차지하는 중합된 파라결정질 층에 고정된 보조 구성 요소로 작동합니다[7].

표 1. Clostridium difficile 630 게놈에서 발견된 29개 컵 유전자의 추정 기능.

표 1. 계속

4. 세포벽 단백질의 발현 및 변형 변형

C. difficile 균주 630에서는 약 9개의 Cwps 코딩 유전자가 발현되는 것으로 보고되었다[25]. cwp2, cwp84, cwp6, cwp12, cwpV, cwp24 및 cwp25 유전자는 정상적인 성장 조건에서 세포 표면에서 발현되는 반면[44], cwp66 및 cwp5 유전자는 발현되었으나 세포 표면 추출물에서는 발견되지 않았습니다. 별도의 연구에서 Biazzo et al. C. difficile 게놈 전체에 흩어져 있는 컵을 분석했습니다. 그들은 cwp13, cwpV, cwp16, cwp18, cwp19, cwp20, cwp22, cwp24 및 cwp25 유전자가 발현되고 잘 보존된 서열을 갖는 반면, cwp17, cwp26, cwp27, cwp28 및 cwp29 유전자는 리보타입은 덜 보존되어 있었습니다 [45]. 많은 slpA 유전자좌 유전자는 균주, 특히 표면 노출 영역 간에 상당한 차이를 나타냅니다. 예를 들어, slpA, cwp66, secA2 및 cwp2는 slpA 유전자좌(10-kb 카세트를 형성함) 내에서 높은 변이를 갖는 것으로 나타났습니다. 지금까지 이 카세트의 12가지 다양한 변종은 서로 다른 유전자형 사이의 상동성 재조합의 결과로 발견되었습니다[46]. Karjalainen 등에 따르면 cwp66은 균주 간 동일성이 33%에 불과하다고 합니다[26]. cwp2 변이체는 slpA 유전자좌의 23.8kb 예측 S층 글리코실화 유전자 클러스터로 대체되었습니다[46]. SlpA는 C. difficile 세포 표면 추출물에서 발견되는 가장 풍부한 SLP이며 C. difficile SLP의 주요 구성 요소입니다. 성숙한 단백질은 프로테아제 Cwp84의 작용에 의해 HMW 및 LMW 단백질 형태로 분비된 후 절단되어 이종이합체 복합체 H/L 복합체를 형성하고, 이는 중합되어 S층을 형성합니다[47](그림 1). C. difficile 630Δerm에서 cwp84 유전자의 불활성화로 인해 콜로니 형태가 변경된 미성숙 단일 사슬 SlpA로만 구성된 S층이 생성되었으며, 이는 성숙한 S층 형성에서 Cwp84의 중요한 역할을 시사합니다. slpA 유전자좌에 있는 secA2 유전자의 존재는 세포질 막을 통과하는 SlpA 및 기타 Cwps의 수송에 중요합니다[48].

그림 1. C. difficile의 SLP는 면역 세포의 부착과 활성화를 중재합니다. 초기 SlpA 펩타이드는 프로테아제 Cwp84에 의해 LMW 및 HMW 하위 단위로 절단되어 세포벽 SLP 층의 성숙한 SlpA 복합체를 형성합니다 [31-33]. SLP는 TLR4를 통해 부착을 매개하며 장 상피 세포의 단단한 접합을 파괴하고 수지상 세포/대식세포를 추가로 활성화하여 다양한 사이토카인 및 케모카인을 생성하여 Th1/Th2 및 체액 반응을 유도합니다[9,27]. 인터루킨(IL), 수지상 세포(DC), 저분자량(LMW), 고분자량(HMW), Toll 유사 수용체 4(TLR4).

5. S층 단백질의 기능

SLP는 C. difficile 생물학의 다양한 기능(표 1 참조), 예를 들어 세포 완전성, 수송, 기공 및 앵커 형성, 분해, 숙주 세포 부착/침습, 면역 체계 회피 및 경쟁 미생물로부터의 보호에 관여합니다[22] . Pechinet al. Clostridium difficile 관련 질환(CDAD) 환자의 혈청에서 Cwp66 항원의 N-말단 및 C-말단 도메인에 대한 항체를 검출했습니다[49]. 또 다른 연구에서는 Wright et al. 2D-PAGE를 사용하여 Cwps를 분리하고 C. difficile Ribotype 017 균주에 감염된 환자 혈청과 반응하는 여러 Cwps(SlpA, Cwp2, Cwp5, Cwp84, Cwp18, Cwp19)를 확인했는데, 이는 SLP에 대한 강력한 면역 반응 유도를 시사합니다. 최근에는 Kirk et al. S 층이 부족하고 기공을 형성하고 경쟁 박테리아 세포를 탈분극시키는 박테리오신에 민감하지 않은 두 개의 C. difficile 균주를 확인했습니다. 그러나 이러한 C. difficile 균주는 라이소자임과 항균 펩타이드 LL-37에 대한 감수성이 크게 증가했으며 햄스터 감염 모델에서 CDI의 질병 증상을 나타내지 않았습니다[51]. 최근 연구에서는 3가지 독성 균주(RT126, RT001, RT084)에서 분리된 SlpA가 인간 결장암종 세포주 HT-29에서 TJ(밀착 접합) 단백질의 발현 및 전염증성 사이토카인 유도에 미치는 영향을 조사했습니다. . SlpA 처리는 claudin 계열과 JAM-A 밀착 접합 단백질의 발현 수준을 크게 감소시켰습니다(그림 1)[9]. 또한 SlpA 단백질은 TLR-4의 발현 수준을 증가시키고 TNF-, IL{29}} 및 IL-8의 분비를 유도했습니다. 이러한 결과는 SlpA 단백질 매개 발병기전과 장에서 염증 반응을 유도한다는 것을 입증합니다[9]. 따라서 SLP가 C. difficile 병원성과 면역 반응에 필수적이라고 주장하는 것이 합리적입니다.

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6. SLP에 대한 면역 반응

최근 조사에서는 박테리아의 생존과 성장뿐만 아니라 숙주의 면역 반응 형성에도 SlpA의 중요한 역할이 지적되었습니다. 면역단백질체 기반 접근법은 C. difficile 리보타입 017에 감염된 6명의 환자의 혈청에서 항-SLP 항체의 존재를 보여주었는데, 이는 SLP 단백질이 면역우세적이며 감염 중에 발현된다는 것을 시사합니다[50]. Bruxelles 등이 주도한 연구. 건강한 환자에 비해 CDI 환자에서 항-SlpA 항체의 수준이 증가한 것으로 나타났습니다 [52]. 또 다른 연구에서는 Negm et al. 다양한 C. difficile 균주의 SLP 추출물에 대한 CDI가 있는 총 327명의 개인의 혈청에서 IgG 항체를 검출했습니다[53]. SlpA 외에도 두 번째로 풍부한 단백질 Cwp66의 노출된 C 말단 도메인은 매우 가변적인 반면 N 말단 도메인은 잘 보존되어 있습니다. Cwp66 및 Cwp84의 가변 C 말단 도메인은 인간에서 면역원성을 나타내는 것으로 나타났습니다[49,54]. 또한 CDI 환자의 경우 평균 총 항-Cwp66 및 항-Cwp84 수준은 건강한 대조군보다 낮았으며 이는 항체의 보호 특성을 시사합니다. 따라서 SLP, 특히 SlpA 및 기타 구성 요소는 면역 방어에 중요한 역할을 하며 다음 섹션에 설명된 대로 면역치료제 및 백신 개발의 잠재적인 표적이 됩니다.

7. SLP는 C. difficile 접착을 매개합니다.

C. difficile은 장 상피 세포에 부착하여 감염을 시작하여 집락을 형성합니다. 이와 관련하여 SlpA 및 Cwp66과 같은 박테리아 SLP는 접착에 중요한 역할을 합니다. 분리된 C. difficile 균주에서 SLP, 특히 SlpA의 변이가 부착성 변화를 보였다고 보고되었습니다[55]. SLP는 Hep-2 및 Vero 세포의 인간 위장 세포주 및 세포외 기질의 많은 단백질과 같은 다양한 세포주에 결합하는 것으로 나타났습니다. 또한, 항-HMW-SLP 항체를 사용한 치료는 C. difficile 부착을 억제했습니다. 또한, 정제된 SlpA 서브유닛 또는 항-SlpA 항체로 숙주 세포를 전처리하면 C. difficile 부착이 방지되었습니다[55]. SlpA 단백질 계열의 가장 큰 구성원 상동체는 CwpV 단백질이며 이는 상 가변 방식으로 발현됩니다. 별도의 연구에서 CwpV 단백질의 C 말단 반복 도메인이 C. difficile 응집을 매개하는 것으로 나타났습니다. 더욱이, 이 도메인은 계통마다 다르며 5개의 항원적으로 구별되는 반복 유형이 확인되었습니다[40].

Cwp66이라는 또 다른 면역원성 단백질은 접착 특성을 갖는 것으로 나타났습니다. 정제된 Cwp66과 N-말단 및 C-말단 도메인에 대한 항체는 배양된 Vero 세포에 대한 C. difficile 부착을 억제했는데, 이는 Cwp66의 접착 특성을 암시합니다[29].

8. 염증 반응 유도

Biancoet al. 염증 과정에서 SLP의 역할을 입증했습니다. 해당 연구에서, 고병원성 및 전염병(H/E) 또는 비-H/E C. difficile 균주의 SLP를 정제하고 인간 단핵구 및 단핵구 유래 수지상 세포(MDDC)에서 면역조절 사이토카인[인터루킨] 유도 측면에서 연구했습니다. (IL)-1 , IL-6 및 IL- 10] [56]. 연구에서는 SLP가 향상된 항원 제시 활성을 통해 MDDC의 성숙을 유도할 뿐만 아니라 높은 수준의 IL-10 분비도 유도한다는 사실을 입증했습니다. 그러나 H/E 및 비-H/E 계통의 SLP 제제에 의한 단핵구 및 MDDC의 활성화에는 유의미한 차이가 발견되지 않았는데, 이는 SLP가 질병의 심각도 증가에 기여하지 않음을 시사합니다[56]. 또 다른 연구에서는 Ausiello et al. 임상 분리주 C253에서 SLP를 추출한 결과, SLP가 휴면 단핵구에서 향상된 수준의 IL-1 및 IL-6 전염증성 사이토카인의 분비를 유도하고 인간 MDDC의 성숙을 유도하고 T의 증식을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 세포 [57]. 또한, 이러한 처리된 MDDC는 IL{15}} 및 IL{16}}p70의 양을 증가시켜 Th1/Th2 혼합 면역 반응을 유도했습니다. TLR-4은 SLP를 통한 DC 활성화에 중요한 역할을 했습니다. SLP는 TLR4-돌연변이 C3H/HeJ 마우스에서 분리된 DC를 활성화할 수 없으며 후속 Th 면역 반응을 유도하지 못하는 것으로 나타났습니다. 이는 SLP가 TLR4 수용체에 의해 매개되는 선천적 및 적응성 면역을 활성화한다는 것을 암시합니다[19]. 또 다른 연구에서는 C. difficile의 SLP가 대식세포 이동 및 식세포 활동 증가와 함께 전염증성 사이토카인 및 케모카인의 분비 측면에서 제거 반응을 유도한다는 것이 대식세포에서 입증되었습니다[58]. p38 억제제를 사용한 치료는 이러한 반응을 역전시켰는데, 이는 SLP 매개 반응에서 신호 분자의 역할을 시사합니다[58]. 매우 최근의 연구에서는 C. difficile SLP에 의한 inflammasome 활성화가 용량 의존적으로 보고되었습니다. 또한, 세포막에 있는 콜레스테롤이 풍부한 마이크로도메인(지질 뗏목)이 SLP가 세포막에 결합하는 데 도움이 된다는 것이 입증되었습니다. 이는 형광 현미경을 기반으로 하여 막 콜레스테롤을 고갈시키는 메틸{33}}사이클로덱스트린(M CD) 처리가 SLP 결합을 감소시키는 것으로 나타났으며 이는 SLP가 C. difficile 집락화 및 인플라마좀 활성화에 중요한 지질 뗏목을 모집한다는 것을 암시합니다. ]. 이러한 연구는 C. difficile SLP가 TLR4에 의해 부분적으로 매개되는 선천적 및 적응성 면역 반응을 활성화할 수 있다고 주장하며, 이는 면역 반응 유도에 SLP의 중요한 역할을 암시합니다. 따라서 이러한 결과는 또한 CDI에 대한 백신 후보로서 SLP의 잠재력을 시사합니다.

9. CDI에 대한 항체 반응

여러 면역학적 연구에 따르면 C. difficile 감염과 결과는 CDI 병원성의 핵심 요소인 숙주 면역 반응의 강도에 따라 달라집니다. 따라서 강력한 항체 반응이 나타나지 않으면 질병의 중증도와 재발에 대한 예후가 될 수 있습니다[60]. 이와 관련하여, 주요 독소에 대한 항체 수준은 질병의 재발 및 중증도와 상관관계가 있습니다[61,62]. C. difficile 표면 성분에 대한 항체는 이전 연구에서도 CDI 환자의 혈청에서 보고되었습니다[63]. Drudyet al. C. difficile 관련 설사(CDAD) 환자 55명, 무증상 보균자 34명, 대조군 57명으로 구성된 146명의 환자 코호트에서 C. difficile SLP 추출물에 대한 체액성 면역 반응을 평가했습니다[64]. 이 연구는 주로 풍부한 단백질 SlpA를 포함하는 SLP의 높은 및 낮은 MW 분획 추출을 분리했습니다. 그들은 이 코호트에서 ELISA(효소 결합 면역흡착 분석)를 사용하여 혈청 항체를 측정한 결과 혈청 IgM, IgA 또는 IgG 항체 수준에 유의미한 차이가 없음을 발견했습니다. 흥미롭게도, 재발성 CDAD 에피소드를 가진 환자는 단일 에피소드를 가진 환자보다 IgM-항-SLP 수치가 상당히 낮았습니다. 이 연구는 C. difficile SLP를 사용한 특정 항-SLP 항체 반응 및 보호 연구를 결정하기 위해 추가 연구가 수행되어야 한다고 결론지었습니다[64].

HMW 및 LMW SLP의 분리된 추출물을 사용한 수동 및 능동 면역화는 치명적인 햄스터 공격 모델에서 향상된 생존율로 고무적인 결과를 보여주었습니다. O'Brienet al. 는 햄스터의 C. difficile 감염에 대한 항-SLP 항체의 보호 반응을 입증했으며, 생존율은 대조군에 비해 항-SLP 처리군에서 유의하게 연장되었습니다[65]. 항혈청의 보호 효과는 C. difficile 식세포작용의 강화를 통해 나타나는 것으로 나타났습니다[65]. Eidhin 등은 능동 면역화를 사용하여 등몰량의 SlpA 성분 LMW 및 HMW 펩타이드를 함유하는 조 SLP 추출물을 골든 시리아리안 햄스터 및 BALB/c 마우스 모델에서 다양한 전신 및 점막 보조제와 함께 백신으로 테스트했습니다. 이 연구에서는 다양한 처방 내에서 항체 자극이 중간 정도에서 불량한 것으로 보고되었으며, 마우스 모델은 햄스터에 비해 SLP에 대해 더 강한 항체 반응을 보였습니다[66]. 또 다른 연구에서는 Brunet al. 피브로넥틴 결합 단백질 A(FnbpA)에 대한 독소 A(TxA(C314))의 수용체 결합 도메인과 C. difficile 균주 C253의 SLP{7}} kDa 단편으로 구성된 두 펩타이드의 생체 내 보조제 활성을 조사했습니다. ), 황색 포도상 구균에 대한 보호 백신 항원입니다 [67]. 그들은 비강내 및 피하 경로를 사용하여 반응을 평가한 결과 두 단편 모두 순환하는 항FnbpA IgG 및 IgA의 생산을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 그들은 보조제로 사용될 때 이러한 단편이 면역체계에 차별적으로 영향을 미치고 양극화한다고 결론지었습니다[67]. 또 다른 연구에서는 Shirvan et al. 파지 디스플레이를 사용하여 C. difficile 630 단백질로부터 Cwp66 및 SlpA와 같은 SLP에 대한 특정 재조합 항체를 생성 및 발현했으며 이러한 재조합 항체가 SLP 및 그 구성 요소에 높은 특이성을 갖는 균주 특이적 방식으로 반응한다는 것을 보여주었습니다[68].

Cwp84 프로테아제를 항원으로 사용하는 햄스터 모델의 면역 반응 및 보호는 여러 면역 경로를 통해 평가되었습니다[69]. 이 연구에서는 예방접종 경로에 따라 차등적인 항체 역가를 발견했습니다. 직장 예방접종 경로를 통해 최상의 보호가 관찰되었습니다. 또한, 면역화된 햄스터 그룹은 C. difficile 공격 후 C. difficile 장내 정착이 26% 더 약하고 더 느려졌으며, 비면역 그룹에 비해 생존율이 상당히 높았습니다(33% 더 높음).

시스탄체 식물의 면역 체계 증가

10. SLP 기반 안티-C. 어려운 치료제

C. difficile을 중화시키는 특정 항체 기반 치료법이 효과적인 전략이 될 수 있습니다. Kandalaftet al. SLP를 표적으로 삼기 위해 단일 도메인 항체를 사용했습니다 [70]. 그룹은 C. difficile 고병원성 균주 QCD-32g58(027 리보타입)로부터 SLP 특이적 단일 도메인 항체(VHH) 패널을 준비했습니다. 그들의 결과는 SLP의 LMW 서브유닛에 위치한 QCD-32g58 에피토프에 높은 친화력으로 결합된 다수의 VHH를 보여주었습니다. 또한 그들은 이러한 VHH가 001 및 027 리보타입에 결합 특이성을 갖고 있으며 이러한 VHH 항체의 하위 집합이 012, 017, 023 및 078 리보타입과 광범위하게 교차 반응성을 보인다고 보고했습니다. 이러한 VHH는 또한 시험관 내에서 C. difficile QCD-32g58 운동성을 억제하는 것으로 나타났습니다[70].

Kirk 등의 또 다른 정밀 항균제 Av-CD291.2 개발. C. difficile을 특이적으로 죽이고 생쥐의 집락화를 예방하는 것으로 보고되었습니다[51]. Av-CD291.2는 C. difficile 균주의 SLP 서열 존재에 기초하여 다양한 C. difficile 분리물을 죽이는 것으로 나타났습니다. 저자는 Av-CD291.2 제제에 내성이 있는 slpA 유전자의 점 돌연변이를 포함하는 SLP null 돌연변이를 확인했다고 주장합니다. 이들 돌연변이체 역시 포자형성 결함이 있었지만 햄스터 모델에서 독성이 약화되었음에도 불구하고 장관에서 군집을 형성할 수 있었습니다[51]. 더욱이 그들은 SLP 서열 의존 방식으로 다양한 C. difficile 균주를 죽이는 Avidocin-CD 패널을 구축했는데, 이는 CDI를 예방하기 위한 SLP 기반 항균제의 중요한 역할을 암시합니다.

11. 결론 및 중요한 답변이 없는 질문

숙주는 C. difficile 독소와 표면 성분에 대해 강력한 특이적 면역 반응을 발달시킵니다. SLP는 세포 접착, TLR4 활성화를 통한 다양한 사이토카인 유도, 선천성 및 체액성 면역 반응 모두의 활성화에 역할을 하는 것으로 나타났습니다. 그러나 CD4 및 CD8 세포의 역할을 더 자세히 분석하려면 SLP에 의한 T 세포 반응의 활성화에 대한 연구가 필요합니다. 체액성 반응의 활성화에 기초하여, 독소 및 표면 성분에 대한 이러한 중화 항체는 CDI의 임상 징후를 예방할 수 있습니다. SLP에 대한 능동 또는 수동 면역화를 사용한 연구에서는 유망한 결과가 나타났으며, 이는 이 전략이 CDI 병원성에 대한 새로운 치료법으로 더욱 발전될 수 있음을 나타냅니다. 백신 후보로서 SlpA에 많은 관심이 집중되었습니다. 그러나 균주 간 SlpA의 높은 서열 가변성으로 인해 백신은 모든 리보타입에 효과적이지 않을 수 있습니다. 따라서 이 문제를 회피하려면 에피토프 기반 백신이 필요할 수 있습니다. 이와 관련하여, SLP에 대한 단일 도메인 항체(VHH)는 C. 디피실레의 LMW-SLP 서브유닛에 높은 특이성으로 결합하고 C. 디피실레 균주의 운동성을 억제하는 것으로 밝혀진 실행 가능한 옵션입니다. 현재 CDI 발병, 접착 및 T 세포 반응에서 SLP와 그 유사체의 기계적 역할에 대한 이해는 아직 초기 단계에 있으며 대부분 미개척 상태로 남아 있습니다. C. difficile 감염을 퇴치하기 위한 새로운 백신/약물 표적 및 치료법의 신속한 개발을 촉진하기 위해 SLP의 분자 기능과 특정 면역 반응을 분석하기 위해서는 추가 연구가 필요합니다.

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