许多致病细菌如肺炎链球菌(S.pneumoniae)都包裹在称为荚膜多糖(CPS)的糖层中。这一层对于感染通常是必不可少的。
新加坡国立大学杨潞龄医学院(NUSMedicine)的科学家们在一项突破性发现中，确定了CPS的特征有助于细菌在人体呼吸道定植。研究表明，CPS胶囊的结构及其连接和组合的类型对于让细菌更好地附着在人体上呼吸道和下呼吸道的内壁并在其上存活非常重要。
为了挑战肺炎链球菌中结构多样的CPS胶囊在促进细菌定植方面具有相同功能的普遍观点，由传染学研究所助理教授ChrisLok-ToSham和研究生JadeChunYe-Yu领导的团队NUSMedicine的疾病转化研究计划构建了细菌突变体，展示了在肺炎链球菌中发现的84种CPS之一。
然后将突变体引入呼吸道细胞以研究它们与呼吸道结合的能力。使用分子条形码来区分菌株，该团队检查了这些突变体中不同的CPS是否会影响鼻腔和支气管细胞的结合。
结果表明，具有鼠李糖残基的CPS与气道细胞的结合较弱，而具有聚糖基序的CPS与气道细胞的结合很强。实验表明，CPS的结构配置和类型在人类气道上的依附强度和生存中起着重要作用。
“在过去，科学家们认识到，在细菌中发现的蛋白质并非偶然，它们确实有一定的用途。细菌已经表现出对它们胶囊上某些类型糖的偏好，以及糖的特定连接。我们的研究证明，其中一些组合有益于细菌，因为它们有助于在人类呼吸道定植。这一发现将进一步阐明未来疫苗中包含的CPS类型范围，因为目前针对肺炎链球菌的疫苗不涵盖许多类型细菌产生的CPS，”同样来自新加坡国立大学医学院微生物学和免疫学系的JadeChun补充道。
肺炎链球菌是肺炎、败血症和脑膜炎的主要驱动因素。总的来说，这些感染是老年人和幼儿发病和死亡的主要原因之一。为了对抗这些致命的感染，使用肺炎球菌疫苗来刺激针对CPS的抗体产生。然而，细菌可以操纵它们的CPS结构来逃避这些抗体。这种生化战争导致肺炎链球菌产生一百多种CPS，这增加了生产有效疫苗的挑战。虽然CPS的多样性广受赞赏，但究竟是什么使CPS成为细菌的致命武器仍不清楚。