副溶血性弧菌的致病因子

    研究表明 ,副溶血性弧菌的致病因子主要有溶血素、脲酶 ;其他与致病有关的致病因子也在研究中。

    1. 溶血素  副溶血性弧菌主要致病作用在于它可以产生多种溶血素 ,它们是耐热直接溶血素(thermostabledirecthemolysin,TDH )、耐热直接溶血素相关溶血素(TDH2relatedhemolysin,TRH )和不耐热溶血素(thermolabilehemolysin,TLH)。

    流行病学研究表明 ,临床上分离出的副溶血性弧菌几乎95%以上都会使特殊的我萋血琼脂培养基产生β溶血 , 被称为神奈川现 象(kangawa phenomenon,KP) 。Obara(1971) 从 KP 阳性的细菌培养滤液中分离到耐热性溶血素 ,该毒素是不含糖或脂质的蛋白质 ,由2 个相同的亚单位组成 ,由 165 个氨基酸残基组成 ,相对分子质量(Mr) 为 42 ×10³ ,此种溶血素在100 ℃、10min仍保持活性 ,并在加入卵磷脂后不能增强其溶血活性 ,表明是直接作用于红细胞 ,故称为 TDH。TDH 由tdh基因编码 ,TDH阳性株含有 2 个 tdh 基因 ,即 tdh1 和 tdh2。tdh1 和 tdh2编码的 TDH仅有7 个氨基酸不同 ,典型的 KP⁺分离株的2 种基因拷贝有97.2%同源 ,其溶血活性相同 ,抗原性有交叉 ,不能区分 ,经 Edman 降解法得到的蛋白质序列比较发现 KP⁺ 株 tdh2 具有表达优势。

    Nishibuchi 等 从马尔代夫旅游腹泻患者排泄物中分离到1 批 KP^-的副溶血性弧菌 ,表明副溶血性弧菌除溶血素 TDH外 ,还有其他致病因子 ,从这些细菌培养滤液中分离到另外 1 种溶血素 ,它可以引起红细胞溶血 ,但不耐热 ,且引起溶血的敏感动物红细胞的种类与 TDH不同(对牛红细胞的溶血活性很高 ,对马红细胞无溶血活性),现命名为 TRH。1O%～15%临床分离株产生 TRH,这些分离株一般TDH阴性 ,TRH 在 60 ℃以上 10min 即可灭活 ,其Mr 为48 ×10³ ,是由2 个 Mr 各为 23 ×10³ 的亚单位组成 ,TRH与 TDH的氨基酸序列有 7O%同源 ,编码这2 种毒素的基因 trh 和 tdh 的同源性为 68.1%,

    TRH与 TDH的抗原性有部分交叉 ,两者免疫原性相似。trh基因据其核酸序列的变化又可分为 2 个亚组:trhl 和 trh2 基因 ,两者同源性为 84%,分别编码蛋白 TRH1 和 TRH2。Kishishita 等 研究认为 ,trhl和trh2 序列的不同会影响其蛋白质的特性 ,trhl 的基因产物对人、鼠、羊和牛的红细胞均有溶血作用 ,而trh2 基因产物只对人和兔的红细胞有溶血活性且溶血活性相对较弱。

    TDH和 TRH具有直接溶血活性 ,可使多种红细胞发生溶血 ,溶血过程可以分为 2 步:首先 ,溶血素与宿主的红细胞膜结合 ,此过程呈温度依赖性并由受体介导 ,主要是神经节苷脂-2 (GM2),GM1 也参与信号介导;而后 ,在红细胞膜表面成孔并最终导致红细胞胶样渗透溶解 ,此过程也呈温度依赖性。兔、狗、豚鼠和人类的红细胞对 TDH较敏感。TDH还具有肠毒素活性和细胞毒活性 ,在兔动物模型中可导致肠液积聚和肠道氯化物的外排。TDH 还引起人类腹泻 ,其致病机制主要是 ,TDH 被认为是一种孔蛋白 ,可使细胞膜上形成小孔通道 ,引起细胞外Ca²⁺ 浓度增加 ,从而引起Ca²⁺ 激活的Cl^-通道开放 ,Cl^- 分泌增加。当 TDH引起的这种细胞渗透压的改变超过细胞的代偿调节能力 ,将使细胞发生病理和形态学改变 ,导致细胞膨胀甚至死亡。TDH还具有心脏毒性和致死作用。

    近年来的研究发现 ,副溶血性弧菌除了产生TDH和 TRH溶血素外 ,还可产生另 1 种溶血素 ,即TLH。Hatsumit 等 于1985 年研究发现无论是临床

    分离株还是环境分离株都含有tlh基因 ,并具有种的特异性 ,生化试验表明 TLH 是一种非典型的磷脂酶 ,需要卵磷脂的存在才具有溶血活性 ,但其功能和致病性仍不十分清楚。TLH由tlh基因编码 ,国外已报道了编码 TLH的基因序列 ,tlh 位于染色体上 ,长约1.3kb。李志峰等 对 tlh 基因进行克隆和序列分析 ,显示 TLH 作为特异性诊断靶抗原 ,具有潜在的应用价值。

    2. 脲酶  大量研究发现 ,脲酶(Ure)与副溶血性弧菌的致病性存在一定关系。Iida 等 通过基因组分析发现 ,Ure 由Ure 基因簇编码 ,Ure⁺菌与 TRH之间呈正相关性。Ure 和 trh 基因都位于小的复制子上 ,且两者的基因序列位于染色体DNA 相邻的编码区 ,利用长距和精确聚合酶链反应(PCR)测得 ure 和trh基因之间的距离小于 8.5kb。研究还表明 ,在尿素缺乏时 ,副溶血性弧菌Ure 的表达活性极低 ,只达1%,当有尿素作为介质时 ,其活性可提高 100 倍。综合以上因素 ,很多学者认为 Ure 可以作为快速检测副溶血性弧菌 ,尤其是 KP^- 菌的一个生物学标志。Okuda 等 对 1979～1995 年从美国西海岸分离的Ure⁺ 和 Ure^- 副溶血弧菌进行检测 ,结果表明60 株为 Ure⁺ 株 ,59 株(98%) 携带 trh (trhl 和/或trh2) ,54 株(90%) 携带 tdh;25 株为 Ure^-株 ,20 株 (80%) 携带tdh,但无1 株携带trh基因。

    3. 其他致病因子  通过兔肠绒毛上皮黏附试验 ,对副溶血性弧菌的黏附机制进行研究 ,证明菌毛与该菌的黏附作用有关 。很多实验证实副溶血性弧菌具有侵袭力 ,并且证实侵袭力是其毒力的一部分。Akeda 等 通过药敏试验 ,发现副溶血性弧菌对 Caco22 细胞产生侵袭作用 ,而细胞松弛素D、诺考达唑能阻断副溶血性弧菌 AQ4023 对 Caco22 细胞的侵袭力 ,这也表明酪氨酸蛋白激酶介导的信号转导、鞭毛和细胞骨架可能在侵袭过程中发挥一定作用。Wang等 发现甲基转移酶基因位于副溶血性弧菌的22.79kb致病岛 ,它的存在与弧菌的毒力因子的相关性超过98%。

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