什么是毒力因子_军团菌毒力因子致病作用的研究进展
军团菌是由导致976年美国费城退伍军人集会呼吸道疾病爆发流行而被正式命名细菌。
该属细菌是类普遍存天然淡水、人工水域和土壤环境兼性胞寄生菌,可藻类、原生动物(阿米巴)寄居。
目前已知军团菌有8种,70血清型,其能引起人类疾病约有0种,常见有嗜肺军团菌、麦氏军团菌、长滩军团菌等。
军团菌感染可引起严重多脏器损伤性肺炎(Lgr ,军团病)或急性发热非肺炎型疾病( vr,庞蒂亚克热)。
由所有军团菌都能宿主细胞生长,所以适当条件下,几乎所有军团菌都有对人致病潜危险性。
近年,针对军团菌致病分子机制方面研究取得了较进展,就军团菌主要毒力因子及其致病机理简要概述如下。
致病机制。
当人吸入直径5 μ颗粒,细菌可直接进入人呼吸系统细支气管和肺泡,通其外膜孔蛋白、菌毛等菌体表面结构成功粘附靶细胞(巨噬细胞、单核细胞及肺泡上皮细胞等),并诱导靶细胞吞噬作用。
进入靶细胞,军团菌通各种毒力因子介导作用,干扰吞噬体磷脂双层结构,阻止吞噬体与溶酶体融合,靶细胞存活并繁殖。
另方面,军团菌胞生长繁殖可产生和释放各种毒素和酶,逃避吞噬细胞杀伤,并引起肺组织损伤。
如其分泌磷酸酶可抑制激活吞噬细胞产生超氧阴离子,并影响细胞二信使形成,从而抑制吞噬细胞活化;蛋白激酶能催化靶细胞磷酯酰肌醇和微管蛋白磷酸化作用进而影响吞噬细胞活化和杀菌功能;蛋白酶能灭活白细胞介素和裂细胞表面,从而干扰细胞活化及其免疫功能。
外,吞噬细胞吞噬军团菌胞吐作用及细胞裂可使其些酶类物质和氧化代谢产物释出细胞外,引起组织广泛损伤。
肺部感染军团菌合成毒素、酶可支气管、淋巴管及血行逆行播散到其他部位,而造成肺外多系统损伤。
军团菌整致病程是其基因组上各毒力基因及其表达产物共作用结,不军团菌致病力强弱与其所带毒力因子不有关。
菌体表面结构及其功能。
军团菌侵入细胞并复制首要条件是粘附靶细胞,该程涉及细菌多种表面结构,如外膜蛋白、菌毛和鞭毛等。
补体依赖性粘附程是通补体系统3,3b先与菌细胞主要外膜蛋白(r r br r ,)发生选择性组配,再与靶细胞表面R和R3受体结合。
由基因8编码主要外膜蛋白是军团菌属嗜肺军团菌所特有蛋白,目前对其他致病性军团菌是否也有相应膜蛋白通该机制粘附靶细胞尚无研究报道。
非补体依赖性粘附机制是直接通菌体表面蛋白、菌毛及鞭毛等与靶细胞发生作用。
由基因编码巨噬细胞感染增强蛋白(rg v rr, )是具有丙基脯氨酸异构酶活性表膜蛋白,可促进菌体对巨噬细胞等真核细胞粘附;由B基因编码热休克蛋白( k r,60)能增强菌体粘附上皮细胞并诱导巨噬细胞细胞因子表达;由lB,l和l基因编码V型菌毛与该菌粘附哺乳动物或原生动物细胞感染有关;由l基因编码鞭毛蛋白,也与军团菌能感染靶细胞程相关。
r等研究表明,无鞭毛嗜肺军团菌基上不能感染巨噬细胞和阿米巴。
分泌系统及其功能。
军团菌细菌培养基或细胞生长,可通其分泌系统分泌各种活性物质,如降酶,假定毒素等。
与该菌致病性有关主要是Ⅳ型和Ⅱ型分泌系统,细菌通该系统可将身合成蛋白质等物质运到菌体外或直接作用靶细胞。
编码Ⅳ型系统基因座包括基因,是嗜肺军团菌巨噬细胞和阿米巴生长所必,也与细菌低温(30℃)感染宿主细胞有关。
rk等通R方法比较了嗜肺军团菌临床分离株和环境分离株该族基因分布情况,结显示该族基因只出现部分临床分离株,提示该分泌系统可能与致病性有关。
编码ⅣB型分泌系统基因座位细菌染色体上独立位,位分别包括了7基因(V, ,X, , B, , )和8基因。
序列分析表明所有已完成测序嗜肺军团菌基因组都包含该基因座,且序列高保守。
分泌系统是引起军团菌重要致病因子,其能阻止巨噬细胞吞噬体和溶酶体融合,使菌体逃避溶菌作用,细胞存活。
Ⅱ型(l)分泌系统由5基因(lGK, l, l, lL, l)编码。
其主要功能是分泌多种降酶,如酸性磷酸酶,R酶等。
Rr等研究表明,该分泌系统与嗜肺军团菌哺乳动物肺存活和繁殖有关。
对嗜肺军团菌不菌株基因分析提示,该菌拥有其他分泌系统,如系统(grl rr ,通用分泌通路)、系统( rg rl ,双精氨酸运通路)等。
对分泌系统进步研究表明其与生物膜形成及菌体能低铁条件下生长有关。
近年研究表明,嗜肺军团菌基因组上rB基因座及基因与细菌对铁获取功能和细菌毒力有关。
其r基因座编码甲基移酶是细菌胞感染所必;rB基因座编码假设铁肽运蛋白可促进菌体对高价铁摄取;��基因编码膜色素发生系统也参与了细菌胞感染和铁利用。
其他毒力因子,如作嗜肺军团菌特有lvg毒力岛及其编码蛋白产物,与细菌胞和胞外耐受机制有关,但具体功能尚不清楚。
作种胞寄生病原体,军团菌致病程涉及到粘附与侵入宿主细胞、胞存活与繁殖,释放各种活性物质及逸出宿主细胞等系列复杂程。
近年对军团菌毒力因子及致病机制研究取得了很进展,军团病诊断和防治提供了理论基础。
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