【编者按】历经33年追踪，科学家终于用新一代技术破解了军团菌的致命“作案手法”！这种隐藏在空调、花洒中的致命细菌，每年在美国导致近万人感染。耶鲁团队借助冷冻电镜技术，首次以3D高清影像捕捉到细菌侵入细胞的瞬间，如同在犯罪现场拍下决定性证据。更令人振奋的是，这项突破不仅为对抗军团病带来新希望，还可能成为破解抗生素耐药性难题的关键钥匙。当微观世界的神秘面纱被掀开，人类与病原体的百年战争正迎来全新转折点——
科学家宣布，新一代技术终于破解了困扰学界30年的军团病（一种严重肺炎）致病机制之谜。
研究人员最初只是想探究某个特定蛋白质为何对军团菌致病至关重要，如今却能以3D精度当场“活捉”细菌的作案过程。
这项突破有望催生治疗这种肺部感染的新型药物——患者通常因吸入含菌气溶胶而感染。
耶鲁团队运用冷冻电镜技术，首次揭示了军团菌用于入侵宿主细胞的微型生物纳米机器。
军团病通常通过酒店、医院或办公场所的空调系统、加湿器、按摩池、热水浴缸及老旧龙头花洒传播。
美国疾控中心数据显示，虽然总体发病率不高，但自21世纪初以来，这种严重肺炎的感染率持续攀升。
研究显示，美国每年约1万人感染军团病。今夏纽约哈莱姆中心区的爆发事件已造成至少7人死亡。
“我追寻这个答案已经33年，”微生物发病机制与免疫生物学教授克雷格·罗伊在耶鲁大学官网声明中坦言，“1992年我们仅知道DotA蛋白与致病机制相关，历经技术革新与专业积累，才破解细菌膜结构如何与宿主细胞通信的谜题”。
研究团队发现DotA并非单独行动，而是一个复杂“机器”的组件。但在冷冻电镜技术问世前（耶鲁于2017年配备首台设备），这个机器的影像始终模糊不清。
研究人员跳出DotA的局限，成功识别超过7.6万个粒子，最终锁定20种不同Dot蛋白构成的完整纳米机器结构。
“我们需要冷冻电镜的技术威力来操控细菌细胞，终于让作案过程无所遁形，”博士后研究员萨米拉·海达里解释道。
团队通过高清3D影像还原了纳米机器将“齿轮组件”从闭合状态切换为开放通道的全过程，军团菌正是通过这个通道向宿主细胞注射细菌“效应器”蛋白以劫持细胞功能。
“30年前我开始研究的单个蛋白质，如今被证实是通道关键元件——这简直是梦想成真，”罗伊激动补充。
已知该机械通道能携带300多种不同蛋白质，更深入的纳米机器解析将开启全新研究维度。
目前军团病主要依赖抗生素治疗，科学家指出该发现具有更广阔意义。他们的目标之一是实现对抗菌基因传递能力的精准调控。
世界卫生组织已将细菌病毒对抗生素无反应的抗菌素耐药性现象，列为“全球公共卫生与发展重大威胁”。
新闻周刊已就相关研究联系团队进行深度访谈。
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参考文献
Yue, J., Heydari, S., Park, D., Chetrit, D., Tachiyama, S., Guo, W., Botting, J. M., Wu, S., Roy, C. R., & Liu, J. (2025). In situ structures of the Legionella Dot/Icm T4SS identify the DotA–IcmX complex as the gatekeeper for effector translocation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 122(39), e2516300122. https://doi.org/10.1073/pnas.2516300122
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