铜绿假单胞菌群体内多样性塑造宿主气道上皮反应

在慢性肺部感染中，气道会被具有遗传和表型多样性的铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）群体定植，然而，关于铜绿假单胞菌致病机制的几乎所有已知认识，都来自对单个临床分离株或实验室参考菌株在孤立条件下的研究。一个多样化群体的行为是否等同于其成员行为的总和，仍不清楚。我们在气液界面条件下，使用采自3名成年囊性纤维化（CF）患者痰液中的完整铜绿假单胞菌群体感染已分化的原代囊性纤维化气道上皮细胞（CF-pAECs），并平行使用从相同群体中分离获得的遗传变异体进行感染。我们发现，宿主对完整群体的反应并不能由其衍生变异体所诱导的反应加以预测，而且混合群体也并未表现出其成员平均意义上的预期反应。宿主反应的变异主要由组织重塑介质血管内皮生长因子（VEGF）和基质金属蛋白酶-9（MMP-9）所主导，这些介质在不同个体变异体之间存在明显差异；相比之下，核心促炎性细胞因子（IL-6、IL-8、TNF-、IFN-{gamma}）的变化则相对较小。感染过程中记录的细菌转录组也显示出同样的不对称性。临床群体共享一种不同于PAO1的转录状态，而混合群体维持了核心调控、分泌和DNA修复位点（包括hfq、xcpT和ssb）的稳定表达，而单独培养的衍生变异体则表现出差异性的转录谱。因此，共存谱系之间的相互作用同时塑造了细菌生理状态和宿主反应，这提示在慢性感染中，合适的研究单位应是多样化群体，而非单一克隆。

在慢性肺部感染中，气道会被具有遗传和表型多样性的铜绿假单胞菌群体定植，然而，关于铜绿假单胞菌致病机制的几乎所有已知认识，都是基于单个临床分离株或在孤立条件下研究的实验室参考菌株获得的。一个多样化群体的行为是否等同于其各个成员行为的总和，仍不清楚。我们在气液界面条件下，使用采集自3名成年囊性纤维化（CF）患者痰液中的完整铜绿假单胞菌群体感染分化的原代囊性纤维化气道上皮细胞（CF-pAECs），并平行使用从相同群体中分离获得的遗传变异体进行感染。我们发现，宿主对完整群体的反应无法由其衍生变异体所诱导的反应来预测，且混合群体并不表现出其成员反应的预期平均水平。宿主反应的变异主要由组织重塑介质血管内皮生长因子（VEGF）和基质金属蛋白酶-9（MMP-9）所主导，这些因子在不同个体变异体之间表现出明显差异，而核心促炎性细胞因子（IL-6、IL-8、TNF-、IFN-{gamma}）的变化则相对较小。

感染过程中记录的细菌转录组也显示出相同的不对称性。临床群体共享一种不同于PAO1的转录状态，而混合群体维持了核心调控、分泌和DNA修复位点（包括hfq、xcpT和ssb）的稳定表达；相比之下，单独培养的衍生变异体则表现出差异性的转录谱。因此，共存谱系之间的相互作用塑造了细菌生理状态和宿主反应，这提示在慢性感染中，合适的研究单位应当是多样化群体，而非单一克隆。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.11.744332v1?rss=1

🏷️ 铜绿假单胞菌 慢性肺部感染 气道上皮反应 群体内多样性 囊性纤维化 宿主-病原互作