细菌“血”中藏谋略：上海交通大学姚玉峰/卢捷发现，沙门氏菌利用血红素抑制巨噬细胞吞噬，促进感染

细菌性病原体如肠道沙门氏菌属鼠伤寒变种能抵抗巨噬细胞的吞噬作用。

2026年4月20日，上海交通大学姚玉峰、卢捷共同通讯在Nature Microbiology（IF=26.3）在线发表题为“Salmonella-derived haem inhibits macrophage phagocytosis and promotes infection in mice”的研究论文。该研究通过转座子测序（Tn-seq）筛选，鉴定出一个名为SirM的甲基转移酶，它在沙门氏菌与巨噬细胞接触后被激活，通过甲基化修饰HemL（血红素合成关键酶）增强细菌血红素合成。分泌至胞外的血红素通过TLR4途径抑制巨噬细胞中Cdc42的活化，从而降低吞噬效率。此外，SirM还通过促进血红素合成诱导巨噬细胞焦亡。小鼠实验表明，SirM是沙门氏菌毒力所必需的，并能帮助病原菌在与肠道共生菌的竞争中占据优势。值得注意的是，SirM同源基因广泛分布于致病性肠杆菌中，而在非致病菌中缺失。

鼠伤寒沙门氏菌（STM）侵入并利用吞噬细胞作为其复制的生态位，从而实现系统性感染。然而，在某些情况下，逃避吞噬也可能是有益的。例如，沙门氏菌的荚膜多糖能够抑制调理素依赖性吞噬，并且对系统性感染至关重要。作为逃避宿主免疫反应的一个关键过程，病原体抵抗吞噬的调控机制值得进一步研究。

血红素是一种含铁卟啉，大多数细菌通过“C5途径”从谷氨酰-tRNA合成血红素，其中HemL催化谷氨酸-1-半醛（GSA）转化为前体5-氨基乙酰丙酸（ALA）的关键步骤。ALA代谢生成一系列吡咯和卟啉，最终产生血红素。血红素在宿主-病原体竞争中至关重要。病原体需要这种富含铁的化合物，并且通常从宿主获取。转座子测序（Tn-seq）筛选表明，血红素合成突变体表现出定植缺陷，传统上将其归因于铁限制。然而，许多病原体能够维持铁稳态，提示血红素合成可能在铁供应之外还促进毒力。其在致病过程中的确切作用仍不清楚。

细菌来源的血红素抑制巨噬细胞吞噬作用（图源自Nature Microbiology ）

在该研究中，研究人员利用沙门氏菌并通过Tn-seq筛选来探索参与抗吞噬的机制。该研究鉴定出一个能够有效抑制吞噬的未知甲基转移酶。进一步研究表明，该甲基转移酶可通过甲基化增强HemL酶活性，从而促进细菌血红素生物合成。增强的血红素产生有效地增加了巨噬细胞死亡并抑制吞噬，从而赋予细菌毒力。这些发现揭示了一种病原体通过甲基转移酶介导的翻译后修饰精确调控其血红素合成的策略，并突出了病原体来源的血红素在抵抗先天免疫应答中的作用。

参考消息：

https://www.nature.com/articles/s41564-026-02341-3