Page 25 - 《中国药科大学学报》2025年第4期

第 56 卷第 4 期 边雯婧，等：细菌核酸感应系统的分子多样性与进化机制：聚焦 CBASS 天然免疫系统 421

主要通过诱导干扰素等免疫因子的表达，主动激活 酸、协同激活防御应答的复杂策略。深入解析这些
宿主免疫系统，增强机体自身的免疫监视和清除能 系统的分子机制，不仅能完善细菌免疫生态理论，
力，实现对病毒感染的动态响应。二者的差异不仅 更为构建人工免疫模块、开发新型抗病毒工具提供
揭示了免疫机制由局部牺牲向整体防御的进化趋 了丰富的天然元件库。
势，也体现了真核生物在“生存与防御”之间更精细 CBASS 系统相关研究已明确其核心组分的划
的高级调控能力。 分类型，信号分子的多样性以及多种新型效应器。
这一从细胞自杀到免疫激活的演化路径提升， 然而，仍面临诸多挑战，包括某些非典型 CD-NTase
同时表明，CBASS 系统可能是 cGAS-STING 通路 的功能未知，这类 CD-NTase 与已知的典型成员在
的进化前体，二者共同构成病毒感染应答的关键模 序列和结构上存在差异，其是否具备环化核苷酸合
块，代表了生命体在面对病毒胁迫时既统一又多样 成活性、可识别的外源核酸类型，以及是否通过新
的防御策略。 型信号传递方式参与系统调控，有待研究；其次，系
综上所述，CBASS 系统中的效应蛋白不仅在 统激活的调控机制复杂难解，目前已知 CBASS 系
结构上与真核免疫蛋白高度相似，在功能机制上也 统可通过 CD-NTase 感知外源核酸并合成第二信
体现出深层的进化关联。这些发现为理解原核与 使，但上游信号如何精准区分“自我”与“非我”核酸
真核免疫系统的共同起源提供了关键线索，并为开 以避免自身免疫，仍是核心难题；以及不同 CBASS

发新型抗病毒策略提供了重要的分子靶点。 模块之间的网络协同机制需要深入挖掘。从应用
价值来看，通过解析 CBASS 系统的效应器功能，有
CBASS cGAS-STING

望开发出高效的抗病毒药物或基因编辑工具，推动
抗病毒技术的革命性突破。例如，CBASS 系统磷脂
Cytosolic DNA 酶类效应蛋白被激活后会自组装形成超分子纤维
结构，降解细菌内膜完成细胞杀伤，尽管 CBASS 磷
脂酶作为靶向细胞杀伤或膜破坏的生物技术工具
的潜在应用很有趣，但在现阶段仍处于推测阶段。
ADP
CD-NTase ATP cGAS
在医学领域，CBASS 系统的研究可能为治疗病毒感
染性疾病提供新的靶点和治疗策略。
cGAMP receptor Sensor cGAMP 2',3'-
CBASS 系统与 cGAS-STING 通路的研究揭示
了原核与真核生物在抗病毒免疫策略上的深层关
CapV STING 联，为追溯免疫系统的共同起源提供了关键线索。

Cell suicide/Phage Type I interferon 以真核 GSDMD 与细菌 GSDM 为例，二者在进化
restriction
上高度保守，均由 N 端效应结构域和 C 端自抑制结
图 2 CBASS 和 cGAS-STING 机制简要示意图
构域构成。在静息状态下，C 端抑制 N 端活性；而
在受到不同上游信号激活后，均通过解除自抑制状
3 总结与展望
态释放 N 端膜打孔功能。在功能上，哺乳动物
近年来，细菌核酸免疫系统的研究取得重要突 GSDMD 通过介导细胞焦亡参与免疫防御，而细菌
破。以 CRISPR-Cas 系统为代表，细菌免疫机制已 GSDM 则可裂解感染细胞，阻止噬菌体的扩散。这
广泛拓展至基因编辑、疾病诊断与可编程细胞工程 种结构与功能上的保守性表明，GSDM 类蛋白可能

等多个应用领域。限制-修饰系统同样在控制外源 起源于生命早期，并在进化过程中因适应不同生态
DNA 转染及宿主菌株构建中发挥关键作用。Shedu 压力而逐步分化，反映出天然免疫机制的演化连续
等新兴细菌核酸免疫系统的发现也是研究的热点 性 [39−41] 。这种跨物种的免疫机制关联研究，不仅有
方向，这些系统常共处于“防御岛”中，形成功能互 助于我们理解生命进化的历程，还能为真核生物免
补的免疫网络，揭示了细菌通过多通路感知外源核 疫机制的研究提供新的视角和借鉴。