研究发现梅毒病原体通过改变单一基因的DNA来躲避免疫攻击

尽管梅毒仍然很容易用大剂量青霉素治疗，但在过去二十年中，美国的感染率一直在稳步上升。2018年，该数字上升到超过115000个美国新感染病例。

在世界范围内，估计有600万成人梅毒新病例。这种感染每年估计造成30万例胎儿和新生儿死亡。然而，尽管它作为一种疾病的原因很重要，但人们对苍白密螺旋体的生物学特性了解得相对较少。其中一个原因是，直到最近，它还不能在实验室培养皿中生长。因此，许多用于研究其他细菌的实验室工具都没有专门为梅毒开发。

在这项研究中，研究人员比较了从一名被感染过四次的男子身上收集的梅毒细菌的基因组。他参加了华盛顿大学医学部对梅毒患者脊髓液异常的研究，该研究由神经学教授Christina Marra博士主持。

这些样本是在相隔6年的两次感染中从他的血液中提取的。在这些感染之间，他又被感染和治疗了两次。研究人员想看看第一次和最后一次感染的细菌基因组之间是否存在差异。这种差异可能揭示了细菌的基因是如何变化的，以及这些变化如何使细菌能够感染一个免疫系统已经看到并对几种不同的梅毒菌株产生免疫反应的人。

令人惊讶的是，研究人员发现，来自两个不同样本的基因组之间的变化非常少–除了一个基因。在构成该细菌基因组的大约110万个碱基中，总共有大约20个变化。但是在这一个基因上，可以看到了数以百计的变化。

该基因被称为苍白密螺旋体重复基因K（tprK），为在细菌表面发现的一种蛋白质的合成提供指令。细菌表面的蛋白质通常更容易被免疫细胞关注，因此往往是免疫攻击的主要目标。

这项研究建立在华盛顿大学医学院医学系的Sheila Lukehart博士和Arturo Centurion-Lara博士几十年的工作基础上。

他们首先表明，TprK在七个不连续的区域中产生了相当大的多样性，在这些区域中，来自细菌基因组其他地方的DNA序列可以被换入和换出。这个过程被称为基因转换。

他们实验室的工作表明，具有新的tprK变种的细菌细胞可以逃避免疫反应，导致持续感染，从而导致梅毒的后期阶段，也就是死亡的到来。

格雷宁格实验室的研究科学家、该研究的主要作者Amin Addetia说，就好像细菌的基因组中有一副牌，它可以从中抽出并向这些可变区域发牌，本质上改变蛋白质的"手牌"。这些替换改变了蛋白质在表面的外观，使其能够躲避免疫系统。

尽管细菌、病毒和寄生虫的表面可能有许多蛋白质，免疫系统可以检测和攻击，但在许多情况下，似乎只有一种蛋白质吸引了大多数人的注意。这种蛋白质被称为免疫显性蛋白。这种蛋白质就像一种分散注意力的作用，将免疫系统从可能是细菌致命弱点的蛋白质上吸引开来。希望这些发现可能有助于研究人员开发疫苗，使免疫系统能够更有效地攻击TprK，或者忽略TprK，而针对其他变化较小的梅毒蛋白。