沙门氏菌致病性的研究

沙门氏菌致病性的研究

发表时间：2014-07-03T16:23:20.497Z 来源：《中外健康文摘》2014年第10期供稿作者：张敏

[导读] 伤寒沙门氏菌和副伤寒沙门氏菌可以引起伤寒，一种以发热，肠穿孔，出血，淋巴结肿大等为特征的系统性疾病[6, 7]。

张敏

(四川省成都邛崃市医疗中心医院检验科 611530）

【摘要】沙门氏菌是革兰氏阴性菌，导致伤寒及胃肠炎等，是威胁人类健康的一类病原菌。沙门氏菌通过自身的毒力基因编码一系列的毒力因子以达到其感染宿主的目的。为了更好的研究沙门氏菌的致病机理，目前已经建立鼠，牛，线虫等动物模型。通过这些动物模型的研究发现，沙门氏菌主要利用其毒力岛1和毒力岛2编码的三型分泌系统分泌效应蛋白。这些效应蛋白改变宿主细胞的信号通路，促进沙门氏菌入侵宿主细胞，并有助于其在宿主细胞的存活和复制。另一方面，宿主的遗传学和抵抗力也影响沙门氏菌感染的易感性。本文主要关注沙门氏菌感染后与宿主的相互作用。

【关键词】糖尿病实验室诊断

【中图分类号】R446 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5085（2014）10-0054-04

1.沙门氏菌病

沙门氏菌病是指由沙门氏菌引起的疾病。沙门氏菌是革兰氏阴性的胞内细菌[1-3]，有两个种属，即邦戈沙门氏菌（S. bongori）和肠道沙门氏菌（S. enterica）。邦戈沙门氏菌主要存在于爬行动物，很少引起温血动物的感染[4]。肠道沙门氏菌有两千多个血清型，其中一些血清型在世界范围内尤其是发展中国家引起严重的感染[5]。

伤寒沙门氏菌和副伤寒沙门氏菌可以引起伤寒，一种以发热，肠穿孔，出血，淋巴结肿大等为特征的系统性疾病[6, 7]。伤寒沙门氏菌有高度的宿主特异性，只引起人类疾病并不感染其它动物[8]。它通过粪口途径传播，通常是由于食物或者水被细菌感染[9-11]。如果没有并发症的发生，这种疾病通常会在4个月后痊愈。它多发于亚洲，非洲和南美[7]。

肠炎沙门氏菌(S. Enteritidis)和鼠伤寒沙门氏菌(S. Typhimu rium)引起胃肠炎或者食物中毒，一种以腹泻，腹痛，恶心，呕吐发热等为特点的自限性疾病[12, 13]。急性肠炎的特点是由于肠多核白细胞（PMN）的聚集从而导致的粘膜水肿和感染[13]。症状发生在食用了细菌感染的禽类或者蛋类6-72小时后，最长一周，然后自发的恢复。在北美，肠炎沙门氏菌(S. Enteritidis)是食物传播疾病最常见的原因之一。无免疫应答者和婴幼儿是严重肠炎的易感人群，导致系统感染甚至死亡[14]。与有宿主特异性的伤寒沙门氏菌不同，肠炎沙门氏菌(S. Enteritidis)和鼠伤寒沙门氏菌(S. Typhimurium)没有宿主特异性，在人类和其他动物都可以引起肠炎[15]。

2.沙门氏菌毒力影响因素

沙门氏菌的致病性主要与染色体上成簇分布的编码致病相关基因的特定区域-致病岛（Salmonella pathogenicity island，SPI）相关[16]。致病岛是染色体上不连续的致病基因。革兰氏阴性菌的共同特点是致病岛编码毒力因子以及调节和分泌毒力因子的装置。目前，已在沙门氏菌中发现了5个致病岛，即SPI-l～SPI-5。其中SPI1和SPI2和致病性密切相关，SPI1和SPI2基因的突变严重影响沙门氏菌感染宿主的能力。SPI1和SPI2各自编码不同的Ⅲ型分泌系统，TTSS1（type Ⅲ secretion system 1）和TTSS2（type Ⅲ secretion system 2）[16]。TTSS是分子注射器，把毒力蛋白即效应蛋白直接注入到宿主细胞，影响细胞功能，促进感染的发生[17]。每个Ⅲ型分泌系统在感染的不同阶段转运一系列效应蛋白以改变宿主细胞的途径。两个Ⅲ型分泌系统在感染的不同阶段都发挥关键作用[18, 19]。

2.1沙门氏菌毒力岛1(SPI1)

所有的邦戈沙门氏菌（S. bongori）和肠道沙门氏菌（S. enterica）都有毒力岛1[20]，目前发现无论是系统性疾病还是感染性腹泻毒力岛1在沙门氏菌感染的小肠阶段都发挥重要作用[21, 22]。所以有学者认为获得了毒力岛1使得沙门氏菌成为肠道病原菌。在鼠的伤寒模型中，毒力岛1突变使得经口腔的感染减轻但是并不影响系统感染[23]。经过口腔感染沙门氏菌，毒力岛1在其入侵上皮细胞过程中是至关重要的。毒力岛1是40KB的DNA区域编码三型分泌系统，效应蛋白和调节蛋白[24]。大部分毒力岛1的基因在类似于小肠环境的条件下表达，一旦沙门氏菌在细胞内的膜性结构中存活复制，毒力岛1的基因表达就受到抑制。这些基因的表达由位于毒力岛1区域的调节子控制，分别为HilA, HilC, HilD, InvF, and SprB[22, 25, 26]。HilA的作用非常重要，删除HilA的沙门氏菌表型与与删除整个毒力岛1相似[27]。毒力岛1 的调节子也可以调控毒力岛2.比如HilA结合并抑制启动子ssaH，其为毒力岛2的编码基因。HilD结合并激活ssrAB启动子，其为毒力岛2主要的调节基因。双组份系统PhoP/Q在毒力岛1 和毒力岛2的调节中都发挥重要作用。

毒力岛1的效应蛋白影响宿主的一系列功能，比如细胞骨架的重排促进沙门氏菌入侵上皮细胞[28-33]；中性粒细胞的募集[13, 15, 34-36]。在牛的胃肠炎模型中，很多毒力岛1的效应蛋白通过诱导自身或者宿主细胞的细胞因子的分泌，促进多核白细胞的迁移和液体的聚集。沙门氏菌入侵宿主细胞后毒力岛1分泌的效应蛋白的作用已经成为研究的热点[37]。毒力岛1分泌的一些效应蛋白，像SopB，SopD和SopE存在于很多沙门氏菌的血清型中。最近有研究表明，在鼠的感染模型中发现沙门氏菌感染的后期仍有SopB，SopD，SopE和SipA的表达分泌[37]。这表明这些毒力岛1表达分泌的效应蛋白在感染后期可能也发挥作用。但是具体作用和机制还不清楚。

2.2沙门氏菌毒力岛2(SPI2)

毒力岛2只存在于肠道沙门氏菌（S. enterica），而邦戈沙门氏菌（S. bongori）是没有毒力岛2的[38]。学者认为获得毒力岛2的是沙门氏菌进化为系统性细菌和细胞内细菌的关键一步。在鼠伤寒的动物模型中，毒力岛2的突变严重影响它的毒力，使其不能在器官内增殖[39]。因此，毒力岛2与沙门氏菌在细胞内复制和系统性感染相关[40]。毒力岛2的突变降低沙门氏菌在巨噬细胞内的存活能力,可能是由于其不能形成膜性结构(SCV)。这个膜性结构是沙门氏菌存活和复制的一个细胞内小泡[41]。毒力岛2抑制抗原递呈，抑制DC细胞激活T细胞，因此它可以逃避内源性和适应性免疫系统的追杀[42]。

最近有研究表明在链霉素预处理的鼠模型中，毒力岛2在沙门氏菌入侵上皮细胞阶段也发挥重要作用。这表明在沙门氏菌引起的伤寒和胃肠炎中，毒力岛2也有一定作用。毒力岛2的基因位于沙门氏菌染色体40-kb的两个不同区域，可能是通过两次独立的事件获得。大的区域编码主要的毒力因子，包括三型分泌系统装置，调节因子，效应蛋白等。双组份系统SsrAB调节毒力岛2的基因，是激活毒力岛2转录的调节因子[43, 44]。PhoP/Q和OmpR/Z也在毒力岛2的调节中发挥重要作用[45]。

经过毒力岛2编码的三型分泌系统分泌的蛋白由转运子和效应蛋白组成。SseBCD与毒力岛2效应蛋白转运到宿主细胞相关[46]。有研究