豬鏈球菌在世界范圍內(nèi)廣泛存在，是危害養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的重要傳染源之一，能夠引起豬腦膜炎、關(guān)節(jié)炎、肺炎、心內(nèi)膜炎、流產(chǎn)以及仔豬的突然死亡。溶血素(SLY)是豬鏈球菌分泌的唯一能夠引起細(xì)胞毒性的可溶性蛋白，它能在宿主細(xì)胞膜上打孔引起細(xì)胞崩解。然而，不是所有的豬鏈球菌致病株均分泌SLY蛋白。因此，研究豬鏈球菌感染不同階段SLY的作用，以及是否存在替代SLY蛋白功能的毒力因子，將有助于更好地闡明不分泌SLY蛋白的豬鏈球菌在呼吸系統(tǒng)中的致病機(jī)制。

近期，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所蔡雪輝研究員帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，在《infection and immunity》期刊上發(fā)表了題為“Viral co-infection replaces effects of suilysin on adherence and invasion of Streptococcus suis into respiratory epithelial cells grown under air-liquid interface conditions”的研究論文。該論文揭示了豬鏈球菌感染呼吸道上皮細(xì)胞的相關(guān)毒力因子，以及豬流感病毒(SIV)感染促進(jìn)豬鏈球菌SLY缺失突變株在呼吸系統(tǒng)中的吸附、定植以及侵入的致病機(jī)制。分化良好的豬支氣管上皮細(xì)胞氣液培養(yǎng)體系，能夠充分模擬上皮細(xì)胞在呼吸系統(tǒng)中的生存環(huán)境，為研究豬鏈球菌在呼吸系統(tǒng)中的感染方式以及感染特性提供了良好的工具和手段。本研究首次將豬支氣管上皮細(xì)胞氣液培養(yǎng)體系應(yīng)用于病毒和細(xì)菌的混合感染研究中，并以此為感染模型深入分析了SIV與豬鏈球菌在分化良好的呼吸道上皮細(xì)胞中的相互作用關(guān)系。在細(xì)菌繼發(fā)SIV感染初期，豬鏈球菌能夠利用其莢膜多糖中的唾液酸殘基與SIV感染細(xì)胞表面表達(dá)的血凝素蛋白(HA)結(jié)合，從而顯著增強(qiáng)了SLY基因缺失株在上皮細(xì)胞中的繼發(fā)感染。同時(shí)，野生型和SLY基因缺失突變株豬鏈球菌在上皮細(xì)胞中的吸附位置均與SIV核蛋白(NP)表達(dá)呈相關(guān)性，而且吸附的細(xì)菌數(shù)量顯著高于各菌株單獨(dú)感染組。除此之外，在病毒感染局部氣液培養(yǎng)體系的粘液纖毛清除功能受損，不能將細(xì)菌及時(shí)清除，從而使豬鏈球菌有更多的時(shí)間粘附于呼吸道上皮。

該研究的另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是，當(dāng)缺失SLY的豬鏈球菌突變株吸附于SIV感染的呼吸道上皮細(xì)胞時(shí)，表現(xiàn)出與野生型SLY溶血素陽(yáng)性豬鏈球菌相似的侵入能力。在混合感染組有大量的SLY缺失突變株跨越了呼吸道屏障進(jìn)入上皮細(xì)胞的下層。其分子機(jī)制可能是SLY蛋白引起上皮細(xì)胞凋亡并促進(jìn)豬鏈球菌侵入呼吸道上皮，而SIV感染同樣能夠引起上皮細(xì)胞凋亡。因此SIV感染所引起的細(xì)胞凋亡作用替代了SLY蛋白的作用，從而促進(jìn)SLY缺失突變株跨越呼吸道屏障，侵入呼吸道上皮下層組織。這一發(fā)現(xiàn)也闡明了豬鏈球菌在不依賴(lài)于SLY蛋白的情況下侵入上皮細(xì)胞的潛在分子機(jī)制。

綜上所述，該研究為SLY蛋白在豬鏈球菌感染呼吸系統(tǒng)過(guò)程中發(fā)揮的作用提供了新的見(jiàn)解。當(dāng)SIV與豬鏈球菌SLY缺失株混合感染時(shí)，后者可以獲得與野生型SLY陽(yáng)性豬鏈球菌相似的跨越呼吸道屏障的能力，這可以解釋SLY基因缺失豬鏈球菌引起臨床感染的原因。同樣，該研究可以幫助研究者進(jìn)一步了解在呼吸系統(tǒng)中病毒和細(xì)菌發(fā)生混合感染時(shí)的相互關(guān)系。