大肠杆菌毒性因子的特性和毒性机制
大肠杆菌毒素的分子生物学特性与致病机理
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大肠杆菌 毒素 腹 泻
产肠毒素大肠杆菌毒力变化的原因简述
| 2019年第39卷第01期 总第264期 |21产肠毒素大肠杆菌毒力变化的原因简述陈娟娟,李百忠 摘译自International Journal of Medical Microbiology ,Vol.295(2005),№6-7:443~454张配配 审大肠杆菌是主要的肠道病原菌,致病性大肠杆菌更是诱发猪场新生仔猪腹泻的主要病因,腹泻相关的大肠杆菌包括多个致病型,如产肠毒素大肠杆菌(Enterotoxigenic Escherichia Coli ,ETEC)、产志贺毒素大肠杆菌(Shiga-like Toxin Escherichia Coli ,STEC)、产坏死性毒素大肠杆菌(Necrotoxigenic Escherichia Coli ,NTEC)、肠致病性大肠杆菌(Enteropathogenic Escherichia Coli ,EPEC)、肠聚集性大肠杆菌(Enteroaggregative Escherichia Coli ,EAggEC)、肠出血性大肠杆菌(Enterohemorrhagic Escherichia Coli ,EHEC)以及肠侵袭性大肠杆菌(Enteroinvasive Escherichia Coli ,EIEC)等,其中ETEC 是导致哺乳仔猪和断奶仔猪严重水样腹泻的重要病原,其毒力因子主要包括菌毛黏附素和肠毒素两类。
但是,近年来ETEC 毒力不断变化,出现了一些新的毒力因子,如肠聚集性热稳定肠毒素(Enteroaggregative Heat Stable Toxin 1,EAST1)、IV 型菌毛、细胞侵袭蛋白(Cell Invasion Proteins)、溶细胞素(Cytolysin)等,另外,研究人员还在ETEC 中发现了一些外源毒力因子,如耶尔森菌属的强毒力岛(High-Pathogenicity Island,HPI)和质粒相关毒力岛PAI2173等,这些新的毒力因子的出现,都与大肠杆菌的遗传进化方式有着密不可分的联系。
大肠杆菌毒素的作用机制与防治策略
大肠杆菌毒素的作用机制与防治策略大肠杆菌是一种常见的肠道细菌,但是如果感染了一些特定的品系,就会产生一些毒素,这些毒素可以导致人类的健康问题,其中包括腹泻、食物中毒和肠炎等等。
在这篇文章中,我们将探讨大肠杆菌毒素的作用机制以及防治策略。
大肠杆菌毒素的作用机制大肠杆菌毒素有两类:热稳定毒素和热敏毒素,它们的作用机制略有不同。
热稳定毒素主要通过激活鸟苷酸环化酶(ATPase)而引发独特的下游生化过程,从而使肠细胞产生充血和水肿,这会导致肠道蠕动加快,水分过多被排泄出来形成腹泻,最终造成电解质紊乱和脱水等症状。
热稳定毒素可以分为 STa、STb 两种,STa 生成的环性苷酸鸟苷( cGMP )和 STb 生成的环性苷酸鸟苷酸(cAMP) 可以进一步引起肠黏液分泌增加和 Na-K-CL 催化活性增强,进一步推动推进腹泻进程。
另一种大肠杆菌毒素是热敏毒素,它通过保护性抗体的结合来作用于小肠细胞的葡萄糖苷酶三。
这种葡萄糖苷酶三会导致肠道上皮细胞表面的葡萄糖和半乳糖的水解,导致肠道上皮细胞变性和细胞融合,进而产生溃疡和水肿,造成腹痛、腹泻等症状。
防治策略大肠杆菌毒素对人体的影响是非常严重的,因此需要采取一些措施来避免它的侵害。
1. 食品安全管理对于大肠杆菌毒素来说,食品安全卫生是非常重要的。
在食品生产加工时,应该严格控制食品加工周期,加强原料检验,避免使用污染食材,避免使用过期或者不合格的食品添加剂。
同时,在菜农时以及饲养家禽家畜过程中也应该加强卫生监管,避免细菌在这些环节中传播。
2. 环境卫生管理除了对食品安全的严格管控之外,环境卫生方面也需要加强监管。
大肠杆菌毒素会在污水和粪便中存在,因此政府部门需要加强对饮用水和污水处理的监管,避免细菌在这些环节中再次传播。
3. 个人卫生习惯在个人层面也需要加强卫生习惯的养成。
每个人都需要定期洗手,使用干净的餐具和衣服,避免在餐桌上病毒和细菌的传播。
另外,如果出现感染的症状,如腹泻、腹痛、发热等,应该及时就医,并遵从医生的治疗方案。
比较基因组学鉴定大肠杆菌致病因子的教学分析
比较基因组学鉴定大肠杆菌致病因子的教学分析比较基因组学是一门研究不同物种之间基因组差异的学科,通过比较基因组分析,可以深入了解不同物种在遗传层面的差异,从而揭示各种生物的遗传特性和进化规律。
在微生物领域,比较基因组学被广泛应用于致病菌的研究,通过对比病原微生物与非致病微生物的基因组差异,可以揭示其致病机制和病原性因子,有助于深入了解病原微生物的致病机理,为防控和治疗提供重要的科学依据。
本教学分析将以大肠杆菌为例,介绍如何利用比较基因组学鉴定大肠杆菌的致病因子。
一、大肠杆菌简介大肠杆菌(Escherichia coli),是一种革兰氏阴性细菌,属于肠杆菌科,是人和动物肠道中的常见菌群之一。
大肠杆菌广泛存在于自然界中,既是人体的共生菌,又是一种重要的病原微生物。
其中某些菌株具有致病性,能够引起人畜的肠道感染,甚至引发严重的肠道疾病,如腹泻、肠炎等。
对大肠杆菌的致病性进行深入研究,对于预防和控制相关疾病具有重要意义。
二、大肠杆菌的致病因子大肠杆菌的致病性主要由其特有的毒力因子和致病因子所决定,其中的毒力因子主要包括毒素、细菌毛和附着因子等。
毒素是大肠杆菌最主要的毒力因子,包括肠毒素、血清素、肠毒素和淀粉酶等,它们能够对宿主细胞产生毒性作用,引起细胞损伤和炎症反应。
细菌毛是大肠杆菌附着和入侵宿主细胞的重要结构,它能够使细菌更容易附着于宿主细胞表面,引发感染。
附着因子是大肠杆菌在宿主肠道黏膜上附着和定植的重要因子,通过附着因子,大肠杆菌能够有效地抵抗肠道黏膜的清洁作用,长时间存在于肠道内,引发感染和疾病。
三、基因组学鉴定大肠杆菌的致病因子利用比较基因组学分析,可以揭示大肠杆菌致病因子的基因组遗传特征,为深入研究其致病机制提供重要的科学依据。
比较基因组学鉴定大肠杆菌的致病因子主要包括以下几个步骤:1. 基因组序列比对:利用测序技术对不同菌株的基因组进行测序并获得其基因序列信息;然后,将所获得的基因组序列进行比对分析,从而找出菌株间的差异和共同点。
大肠杆菌毒力基因_转录组_概述及解释说明
大肠杆菌毒力基因转录组概述及解释说明引言部分内容如下:大肠杆菌(Escherichia coli)是一种常见的革兰氏阴性菌,广泛存在于自然界中。
虽然大肠杆菌通常被认为是人和动物的共生菌,但某些毒力菌株却可能引发严重的疾病。
这些毒力菌株携带着一系列的毒力基因,这些基因在细菌所致疾病的发展过程中发挥着重要作用。
本文旨在综述并解释大肠杆菌毒力基因及其转录组相关知识。
首先,我们将对大肠杆菌毒力基因进行定义、分类和作用机制等方面进行概述。
随后,我们将介绍大肠杆菌转录组研究的概念、原理以及相关方法与技术发展。
最后,我们将详细阐述转录组在大肠杆菌毒力基因研究中的作用和意义。
通过研究大肠杆菌转录组数据,我们可以揭示与毒力基因表达调控有关的网络和通路。
这有助于深入了解大肠杆菌所引发疾病的发病机制。
此外,转录组研究还能够预测和鉴定新的毒力基因候选者,为进一步的实验研究提供有价值的指导。
尤其值得一提的是,转录组研究对于开发相关的疫苗和治疗策略具有重要意义。
通过深入了解毒力基因及其调控机制,我们可以寻找到干扰这些机制的方法,为新型药物和防治策略的发展提供理论依据。
然而,虽然大肠杆菌转录组研究在毒力基因领域中具有巨大潜力,但目前仍面临着挑战与限制。
例如,在数据分析过程中可能存在一些技术问题和误差。
此外,对于大肠杆菌复杂生态系统中转录组网络整体功能的理解仍需进一步深入。
总之,通过综合分析与讨论大肠杆菌毒力基因与转录组相关内容,并探讨其作用和意义,旨在为更好地理解大肠杆菌致病机制以及开发相应治疗策略提供参考。
本文将总结当前的研究进展,并对大肠杆菌毒力基因转录组研究的未来发展方向进行展望,同时也探讨了该领域目前存在的挑战和限制。
2. 大肠杆菌毒力基因:2.1 毒力基因的定义与分类:大肠杆菌是一种广泛存在于自然界中的细菌,其中一部分菌株具有致病性。
致病性大肠杆菌通常通过其特定的毒力因子对宿主产生危害。
这些毒力因子被称为大肠杆菌毒力基因。
产肠毒素大肠杆菌毒力的分子机制-畜牧兽医论文-农学论文
产肠毒素大肠杆菌毒力的分子机制-畜牧兽医论文-农学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——产肠毒素大肠杆菌(ETEC)是一类能在小肠上皮细胞定植和增殖,继而产生和释放由质粒和/或染色体编码的热不稳定(LT)和/或热敏(ST)肠毒素的病原菌。
这类病原菌每年引起成千上万例腹泻病例,尤其在发展中国家,且ETEC每年引起300 000~500 000名5岁以下儿童的。
这类病原菌也是导致旅行者腹泻的常见原因,并常常困扰着被部署在疫区的军事人员。
伴随着感染性腹泻的反复发作,可导致患者生长阻滞和营养不良,进而恶性循环。
营养失调的儿童表现出更高的感染风险。
临ETEC感染通常伴有急性的水样腹泻,如同霍乱病例,有从温和到严重的水样腹泻等多种类型。
除腹泻外,其他体征如头痛、发烧、恶心、呕吐也常常被报道。
依据美国农业部最近连续监测报告(USDA:APHIS:VS.Swine.2002,2006,2010)表明,腹泻仍然主要危害着养猪生产业,导致猪群中发病率和病死率最高。
1 毒力的分子机制ETEC至少可产生、分泌并有效释放LT和/或ST毒力因子,鉴于编码这些毒素基因系统发育进化树明显多样性,各自可能是形成致病性克隆的基本元素。
然而,这些病原菌的发病机理仍然有待详尽研究。
其他必需的毒力因子,如ETEC如何定植,毒素如何成功靶向定位宿主细胞,以及可能增强这一过程的至关重要的毒力因子,至今还没有被完全发现。
1.1 毒素及其分泌系统1.1.1 热敏毒素热敏毒素(LT),与其高度同源的霍乱毒素CT一样,是由5个B亚基五聚体,和一个A亚基组成的异质性聚合体。
A亚基包含2个由二硫键连接的结构域:A1和A2,其中A1是毒素活性分子,而A2分子通过螺旋使A亚基与五聚体的B亚基相连接(图1)。
B亚基和神经节苷脂GM1在位于宿主细胞膜穴样内陷的中心相结合后,激发对全毒素的内吞作用。
A亚基中具有酶活性的A1必须穿过细胞内膜实现构象的改变,与ADP核糖基化因子(ARFs)相互作用生成核糖基化ADP Gsa,为胞内鸟嘌呤核苷酸蛋白。
大肠杆菌简介
大肠杆菌1、大肠杆菌是细菌,属于原核生物;具有由肽聚糖组成的细胞壁,只含有核糖体简单的细胞器,没有细胞核有拟核;细胞质中的质粒常用作基因工程中的运载体。
4致病性质1、定居因子(Colonizationfactor,CF):也称粘附素(Adhesin),即大肠杆菌的菌毛。
致病大肠杆菌须先粘附于宿主肠壁,以免被肠蠕动和肠分泌液清除。
使人类致泻的定居因子为CFAⅠ、CTAⅡ(ColonizationfactorantigenⅠ、Ⅱ),定居因子具有较强的免疫原性,能刺2、黏附素能使细菌紧密黏着在泌尿道和肠道的细胞上,避免因排尿时尿液的冲刷和肠道的蠕动作用而被排除。
大肠杆菌黏附素的特点是具有高特异性。
包括:定植因子抗原〡,大肠杆菌〢,〣;集聚黏附菌毛〡和〣;束形成菌毛;紧密黏附素;P菌毛;侵袭质粒抗原蛋白和Dr菌毛等。
肠产毒性大肠杆菌的有些菌株只产生一种肠毒素,即LT或ST;有些则两种均可可产生。
有些致病大肠杆菌还可产生vero毒素。
5、其他:胞壁脂多糖的类脂A具有毒性,O特异多糖有抵抗宿主防御屏障的作用。
大肠杆菌的K抗原有吞噬作用。
病原体大肠杆菌O157:H7是大肠杆菌的其中一个类型,该种病菌常见于牛只等温血动物的肠内。
这一型的大肠杆菌会释放一种强烈的毒素,并可能导致肠管出现严重症状,如带血腹泻。
大肠杆菌血清学分型基础(即其抗原)大肠埃希菌主要有三种抗原:O抗原,为细胞壁脂多糖最外层的特异性多糖,由重复的多糖单位所组成。
该抗原刺激机体主要产生IgM 类抗体(出现早,消失快)。
K抗原,位于O抗原外层,为多糖,与细菌的侵袭力有关。
K 抗原分为A,B,L三型。
H抗原,位于鞭毛上,加热和用酒精处理,可使H抗原变性或丧失。
H抗原主要刺激机体产生IgG类抗体,与其他肠道菌基本无交叉反应。
表示大肠杆菌血清型的方式是按O:K:H排列,例如:O111:K58(B4):H25危害程度认知:大肠杆菌是原核生物,构造相对简单,遗传背景清晰,培养操作容易,因此也常常被作为基因工程的对象加以利用:研究者常常将外源基因导入质粒,将质粒整合入大肠杆菌基因,这样,大肠杆菌就能够表达基因重组后的蛋白(例如胰岛素,某些疫苗等)了。
大肠杆菌感染的致病机制分析
大肠杆菌感染的致病机制分析大肠杆菌是一种普遍存在于自然界中的细菌,它们在人和动物的肠道内居住,在大肠杆菌的欠正确的情况下,它们可能会成为一种病原菌,引起人体疾病。
虽然目前已经有很多方法可以预防大肠杆菌感染,但是在某些地区,这种病毒依然是一个重要的公共卫生问题。
在这篇文章中,我们将对大肠杆菌的致病机制进行详细的分析。
一、外毒素大肠杆菌分泌的毒素是导致肠胃炎的主要原因。
外毒素能够直接作用于肠道黏膜,引起腹泻和呕吐等症状。
这种毒素是由细菌的细胞外产生的一种物质,主要作用是攻击人体内的肠道上皮细胞,导致损伤和死亡。
当外毒素进入人体后,它们会刺激肠道上皮细胞分泌更多的液体,从而引起腹泻。
此外,外毒素还能够刺激肠道收缩,从而导致人体产生剧烈的腹痛。
二、内毒素内毒素是大肠杆菌分泌的另一种毒素,它们主要在大肠杆菌死亡或分裂时释放出来。
当内毒素进入人体后,它们会引起一系列的炎症反应,从而导致正常生理活动的紊乱。
内毒素能够引起人体内的细胞死亡,导致出现多种不良症状,如发热、血液中的白细胞计数增加、血管扩张等等。
三、贴壁大肠杆菌感染人体的重要原因之一是其能够通过贴壁的方式快速进入人体。
贴壁是指细菌能够紧密地附着到宿主细胞的表面。
这样一来,它们就能够利用宿主细胞的营养物质和生长因子,快速进行分裂和生长。
大肠杆菌的贴壁能力强,主要是因为细菌的表面具有许多能够与宿主细胞表面黏附在一起的蛋白质。
这些蛋白质能够形成典型的细菌瘤,并使大肠杆菌更容易进入人体。
四、细胞外鞭毛大肠杆菌的细胞外鞭毛也是引起感染的重要因素。
细胞外鞭毛能够使大肠杆菌快速游动,并在宿主细胞表面形成膜,从而减少了它们与宿主细胞之间的距离。
同时,细胞外鞭毛能够感知环境中潜在的生长因子和营养物质,从而使大肠杆菌更加适应宿主内环境。
五、毒性腺毒素毒性腺毒素是大肠杆菌的一种分泌产物。
它主要通过尺寸为8毫微米的腺毒素,穿过人体的肠道黏膜并注入血液循环系统中。
毒性腺毒素能够诱发肠道上皮细胞,分泌大量的电解质和液体,导致水份的大量流失,从而引起严重的腹泻和脱水症状。
大肠杆菌毒力基因
大肠杆菌的毒力基因包括黏附素基因(K88、K99、987P、F41、F18)、毒素基因(Stx1、Stx2、Sta、Stb、LT)、溶血素(HylA)、HPI毒力岛(FyuA、irp2)和Lee毒力岛(eaeA)等。
其中,黏附素基因是介导细菌与靶细胞相结合的蛋白质,能够使细菌快速突破一道道屏障并直接感染机体。
毒素基因则分为不耐热肠毒素和耐热肠毒素,它们由位于质粒上的三种毒力基因编码。
另外,大肠杆菌在人的尿道、体液和血液中可使iroN的表达增强,UPEC536株的iroBCDEN基因簇定位于III毒力岛上,有研究者认为iroN可增强大肠杆菌苯磷二酚铁结合性复合物-肠菌素的铁摄取能力。
除此之外,还有气杆菌素、耶尔森菌强毒力岛等毒力因子。
以上内容仅供参考,如需更多信息,建议查阅相关文献或咨询专业人士。
大肠杆菌的致病机理分析论文素材
大肠杆菌的致病机理分析论文素材大肠杆菌(Escherichia coli)是一种广泛存在于人类和动物的肠道中的细菌,其中大多数是无害的。
然而,某些菌株可以引起严重的感染和疾病,对人类和动物的健康造成威胁。
本论文将对大肠杆菌的致病机理进行分析,以期深入理解其引发疾病的原因。
一、大肠杆菌的基本特征大肠杆菌属于革兰氏阴性细菌,呈杆状,其形态特征使其易于观察和研究。
大肠杆菌菌株广泛存在于自然环境中,包括水、土壤和动物的消化道内。
正常情况下,大肠杆菌对人类和动物的肠道起到一定的益生作用,有助于维持肠道菌群平衡。
二、大肠杆菌的致病因素尽管大多数大肠杆菌对人体无害,但某些菌株具备致病能力。
这些致病性大肠杆菌通过多种因素引发病情,如下所述:1. 菌毛及其附着因子:大肠杆菌菌毛是一种附着于菌细胞表面的结构,有助于菌株在宿主细胞中附着和定植。
菌毛的附着因子可以与宿主细胞表面的黏附蛋白结合,从而促进细菌侵入。
2. 毒力因子:某些大肠杆菌菌株产生毒力因子,如细菌毒素。
其中最重要的毒素之一是肠毒素,它可以导致肠道炎症和腹泻。
此外,还有一类被称为肠侵袭性大肠杆菌(enteroinvasive E. coli,EIEC)的菌株,其产生的细菌外毒素可引发肠道炎症,并导致肠道组织破坏。
3. 路径感染:大肠杆菌通过不同的途径进入宿主体内,最常见的途径是食物污染。
食用未充分加热或受到污染的食物,可能携带致病性大肠杆菌进入人体。
此外,接触受污染的水源或与受感染个体密切接触也是传播大肠杆菌的途径。
三、大肠杆菌感染的疾病类型大肠杆菌感染引发的疾病类型多样,包括但不限于:1. 腹泻和胃肠炎:致病性大肠杆菌感染可引起急性腹泻,症状包括腹痛、腹泻和恶心。
这些菌株通过分泌肠毒素或侵袭肠黏膜引起肠道炎症,引发上述症状。
2. 尿路感染:部分大肠杆菌菌株具有尿道黏附因子,能够侵入尿道黏膜,引发尿路感染。
尿路感染的症状包括尿频、尿急、尿痛等。
3. 菌血症:严重感染性大肠杆菌可以侵入血液循环系统,引发菌血症,该疾病可能危及生命。
大肠杆菌毒力因子研究进展
大肠杆菌毒力因子研究进展摘要致病性大肠杆菌的外毒素、黏附素、外膜蛋白(omp)及铁转运系统等毒力因子,无论是在致病机理还是在免疫上都扮演着很重要的角色。
综述了毒力因子的生物特性、致病作用、免疫原性及其在疾病防制中的应用,并指出今后的研究方向。
关键词致病性大肠杆菌;毒力因子;研究进展中图分类号 s852.612 文献标识码a文章编号1007-5739(2008)19-0271-02大肠杆菌通常栖居在动物的肠道,与宿主呈共生关系;但其致病菌株能引起宿主的局部或全身感染性疾病。
由于动物的日龄、饲养条件、免疫状态的不同,其大肠杆菌病的临床表现就有所不同。
禽的大肠杆菌病有大肠杆菌性败血症、大肠杆菌性肉芽肿、腹膜炎、脐炎、输卵管炎、关节炎等;猪的大肠杆菌病主要包括仔猪黄痢、仔猪白痢、水肿病等;人的大肠杆菌病主要是人的出血性肠炎。
大肠杆菌病给畜禽养殖业造成了巨大的经济损失,也给人类带来了危害,所以对大肠杆菌毒力因子的研究是极其必要的,在大肠杆菌侵袭宿主组织引起其发病的过程中,毒素、黏附素、外膜蛋白等毒力因子相互协调,发挥作用。
现将毒力因子的研究进展介绍如下。
1毒素1.1外毒素1.1.1外毒素生物特性。
外毒素包括类志贺毒素、肠毒素等。
其中类志贺毒素一般均由一个a亚单位(32kda)和一个5聚体b亚单位(77kda单聚体)组成。
b亚单位是受体结合蛋白,介导与靶细胞膜的结合,致使毒素分子内化。
a亚单位能酶解生成一个具有催化活性的27kda的a1亚单位,a1发挥rnan2糖苷酶的活性,特异性裂解真核细胞28s rrna,从而抑制细胞蛋白合成过程中的肽链的延伸,致使细胞死亡[1]。
对于肠素毒,其可分为2种,一种是热敏肠毒素(lt),另一种是耐热肠毒素(st),2种肠毒素可单独产生,也可同时产生,两者的产生在遗传学上均有质粒控制。
1.1.2外毒素致病作用。
①细胞毒素(vt)。
类志贺毒素或vero毒素o157一旦粘附到肠黏膜,就会定植和大量繁殖,并分泌大量的细胞外的产物;其中最主要的是志贺毒素,由于该毒素能使vero细胞病变,因此称为细胞毒素(vt)。
大肠杆菌毒素的病理机制研究
大肠杆菌毒素的病理机制研究大肠杆菌是一种常见的肠道细菌,但是有些大肠杆菌却能分泌毒素,对人体健康有很大的威胁。
约有5%-10%的肠道感染是由大肠杆菌引起的,其中有一部分大肠杆菌分泌出毒素,会造成称为大肠杆菌感染(Escherichia coli infection)的疾病。
这些疾病包括腹泻、赤水痢、溶血性尿毒症综合征等。
大肠杆菌毒素造成的疾病主要有两大类型:一种是对肠道造成的伤害,另一种是我们称之为系统性感染的病情。
那么这些病理机制是怎样的呢?首先,我们来探讨引起肠道伤害的大肠杆菌毒素。
这种毒素分成两个主要类型:热稳定型毒素和热敏型毒素。
热稳定型毒素通常是由ETEC(enterotoxigenic E.coli)分泌出来的,能够让肠道表面细胞腺体分泌水分和电解质,进而导致腹泻。
热敏型毒素是一种被称作肠毒素的毒素,能够导致严重的肠道出血和疼痛症状。
大肠杆菌毒素还可以引起系统性感染,主要得益于一种被称作“肠源性脓毒血症”的综合征。
在这种情况下,大肠杆菌会进入血流并产生一种称为内毒素的化合物,从而导致多种机体系统的感染和损伤。
内毒素对血管壁和组织的生长因子有很强的影响,也能刺激免疫细胞释放细胞因子和趋化因子,从而导致发热、低血压、器官衰竭等症状。
同时,大肠杆菌毒素还能刺激肠道上皮细胞的炎性反应。
炎性反应是机体免疫系统的一种反应,它是通过一系列化学物质介导的。
炎性反应的主要作用就是排除体内的病原体和可以引发炎症反应的异物。
然而,在大肠杆菌毒素的作用下,炎性反应过于激烈,会导致肠道粘膜损伤和病变。
除此之外,还有一种由大肠杆菌引起的综合征,被称为溶血性尿毒症综合征(HUS)。
HUS的发病机理比较特殊,它通常在大肠杆菌O157:H7菌株引起的疾病中发生。
这种大肠杆菌的毒素,被称为肠产性溶血素(Stx),能够破坏肠道壁上的内皮细胞,并进入血流循环。
Stx会特异性地攻击红细胞和血小板,导致溶血性贫血并损伤肾脏。
尽管大肠杆菌致病机制复杂,但是研究表明,大肠杆菌毒素在其致病过程中起着关键性的作用。
产肠毒素大肠杆菌主要毒力因子介绍
产肠毒素大肠杆菌主要毒力因子介绍作者:费文涛张晨飞来源:《国外畜牧学·猪与禽》2018年第12期摘; 要:肠道是猪消化系统的主要组成部分,同时也是免疫系统的最大组成部分。
肠道的功能在于消化食物、吸收营养,同时还负责保护机体免受毒素和病原的侵袭,所以保持猪尤其是保育猪的肠道健康是保证猪群健康生产的基础。
而肠道致病菌感染引发的腹泻对猪的肠道健康是一个巨大的挑战,同时也是全球养猪业发展的巨大挑战。
关键词:大肠杆菌;毒力因子;肠道;猪中图分类号:S855 文献标志码:C 文章编号:1001-0769(2018)12-0016-02猪尤其是仔猪的腹泻通常与一种或者几种大肠杆菌感染有关,这些致病性大肠杆菌通常包括产肠毒素大肠杆菌(Enterotoxigenic Escherichia coli ,ETEC)、产志贺毒素大肠杆菌、神经毒素大肠杆菌、肠致病性大肠杆菌、肠出血性大肠杆菌、肠集聚性大肠杆菌和肠侵袭性大肠杆菌等,其中最为常见的是产肠毒素大肠杆菌,该致病菌通常和新生仔猪腹泻及断奶后仔猪腹泻有关,是威胁仔猪肠道健康的主要致病菌之一。
大肠杆菌感染肠道时通常包括两个过程,首先是借助黏附素与小肠绒毛上皮细胞的受体结合,定植在小肠绒毛上,这一过程并不直接产生损伤,而后这些致病菌会分泌肠毒素,阻碍肠上皮细胞的功能,引起肠道分泌增加,降低水分吸收,从而导致腹泻。
整个过程中协助大肠杆菌感染肠道的黏附素以及导致宿主肠道腹泻的肠毒素均为大肠杆菌的毒力因子。
ETEC最主要的毒力因子包括菌毛黏附素和肠毒素,其功能与宿主受体密切相关,因此,ETEC通常表现出高度的种属特异性。
1; 菌毛大肠杆菌感染机体后致病的第一步是黏附素与小肠绒毛受体结合。
菌毛是最常见的黏附素,而从腹泻的断奶仔猪分离的大肠杆菌中最常见的菌毛是F18和F4。
其中,F4菌毛黏附素与仔猪断奶前腹泻有关,而断奶后腹泻与F18和F4的组合有关。
1.1 F18菌毛菌毛是突出于细菌表面、细长的蛋白质附属物,长0.5 μm~1.5 μm。
大肠埃希菌 毒力基因
大肠埃希菌毒力基因
大肠埃希菌(Escherichia coli)是一种革兰氏阴性杆菌,常见于人和动物的肠道中。
大肠埃希菌中含有一些毒力基因,这些基因使得某些菌株具有致病性。
其中最常见的毒力基因包括:
1. 肠毒素基因(Enterotoxin genes),大肠埃希菌可能携带产生肠毒素的基因,如stx1和stx2基因,这些毒素可引起溶血性尿毒症综合征(Hemolytic Uremic Syndrome,HUS)和肠道出血性大肠杆菌感染(Enterohemorrhagic E. coli,EHEC)。
2. 贴附因子基因(Adherence factor genes),大肠埃希菌可能含有编码贴附因子的基因,如eae基因,这些因子使得细菌能够在肠道黏膜上附着并引起肠道感染。
3. 毒力调控基因(Virulence regulation genes),大肠埃希菌的毒力受到一系列调控基因的控制,如hlyF和ler基因,它们调控着毒素的产生和释放。
4. 荚膜相关基因(Capsule-related genes),一些大肠埃希菌含有编码荚膜相关蛋白的基因,荚膜有助于细菌在宿主内生存并
引起感染。
这些毒力基因使得某些大肠埃希菌菌株具有致病性,可能引起从轻微腹泻到严重肠道感染甚至全身性感染的疾病。
科学家们对这些毒力基因进行了深入研究,以便更好地了解大肠埃希菌的致病机制,并寻求预防和治疗这些疾病的方法。
同时,监测食品和饮用水中的大肠埃希菌毒力基因也是防控疾病传播的重要手段之一。
肠产毒素性大肠杆菌
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防治措施
对于 ETEC引起疾病的治疗以药物和疫苗为主,由于近年来抗生素的滥用而带来的药物残留及细菌产生抗药 性等问题的出现,采用疫苗预防接种还不失为控制此病的最佳方法。预防ETEC的商品化或实验性菌苗在国内外已 经存在很多。不仅为现有或是研究中的灭活全菌疫苗、亚单位疫苗以及基因工程菌苗提供新的想法,也为新近出 现的 DNA疫苗、转基因植物疫苗为疫苗的研制提供了新的思路。在市面上的疫苗大体可包括一下几类:以抗肠毒 素免疫为主的的类毒素苗或 LT B亚单位苗;以抗粘附素免疫为基础的的含单价或多价粘附素抗原的灭活全菌苗 或亚单位苗;同时表达肠毒素和粘附素抗原或表达一种或几种粘附素抗原的基因工程菌苗等。怀孕母畜用这些菌 苗免疫后,均可以使仔畜获得保护 。
粘附素是一种具有良好免疫原性的蛋白质性抗原,用带有粘附素的菌体或纯化的粘附素抗原免疫动物体均可 以产生高效肠毒素是一种外毒素,是ETEC在生K和增殖进程中所产生的。按作用机制和热稳定性等性质的不同,肠毐素 被分为耐热肠毐素(heat-stable enterotoxin,ST)和热敏性肠毒(heat-labileenterotoxin, LT)两种类型 进入肠道后,肠毒素宵先与肠壁上皮细胞受体GM1结合。耐热肠毒素与GM1受体结合后可刺激肠上皮细胞中的腺苷 酸环化酶(AC)的分泌,能够促使细胞质中的环磷酸腺tf (cAMP)含持续增高;不耐热肠毒素与GM1受体结合后,可 以刺激肠上皮细胞中鸟苷酸环化KKGC)的分泌,可使细胞浆中环磷酸鸟苷酸(cGMP)的分泌上升。环磷酸腺苷和环 磷酸鸟甘酸都可以导致肠腺细胞分泌水平的升高,致使小肠内积聚大最肠液,从而超过肠道的吸收能力,最终导 致腹泄,使H2O、Na+、CO3-严重流失,致使机体高血钾、脱水、代谢性酸中毐等症状,严重会引起心力衰竭,其 至死亡由于肠毒素在ETEC性腹汚中扮演重要角色,因此研究其致病机理和免疫原性对预防和控制大肠杆菌引起的 腹汚性疾病具有重要意义。研究结果表明,20 %-30 %的为LT阳性/ST阴性;30%-40%的为LT阳性且ST阳性;而LT 阴性/ST阳性的占 50%左右。因此,与LT相比,ST在产肠毒素性大肠杆菌引起的幼畜腹汚性疾病中具有重要地 位。
大肠杆菌的原理、危害、检测与预防
大肠杆菌的原理、危害、检测与预防大肠杆菌是什么肠埃希氏菌(E. coli)通常称为大肠杆菌,是Escherich在1885年发现的,在相当长的一段时间内,一直被当作正常肠道菌群的组成部分,认为是非致病菌。
直到20世纪中叶,才认识到一些特殊血清型的大肠杆菌对人和动物有病原性,尤其对婴儿和幼畜(禽),常引起严重腹泻和败血症,它是一种普通的原核生物,根据不同的生物学特性将致病性大肠杆菌分为5类:致病性大肠杆菌(EPEC)、肠产毒性大肠杆菌(ETEC)、肠侵袭性大肠杆菌(EIEC)、肠出血性大肠杆菌(EHEC)、肠黏附性大肠杆菌(EAEC)。
大肠杆菌属于细菌。
大肠杆菌的原理大肠杆菌是人和动物肠道中最著名的一种细菌,主要寄生于大肠内,约占肠道菌中的1%。
是一种两端钝圆、能运动、无芽孢的革兰氏阴性短杆菌。
大肠杆菌能合成维生素B和K,正常栖居条件下不致病;若进入胆囊、膀胱等处可引起炎症。
在水和食品中检出,可认为是被粪便污染的指标。
大肠菌群数常作为饮水、食物或药物的卫生学标准。
大肠杆菌的危害大肠杆菌是原核生物,构造相对简单,遗传背景清晰,培养操作容易,因此也常常被作为基因工程的对象加以利用:研究者常常将外源基因导入质粒,将质粒整合入大肠杆菌基因,这样,大肠杆菌就能够表达基因重组后的蛋白(例如胰岛素,某些疫苗等)了。
此外,大肠杆菌还常常作为模型生物参与细胞学实验。
虽然绝大多数大肠杆菌与人类有着良好合作,但是仍有少部分特殊类型的大肠杆菌具有相当强的毒力,一旦感染,将造成严重疫情。
其中最具代表性的就是代号为O157:H7的大肠杆菌,它是EHEC (肠出血性大肠杆菌)家族中的一员。
大肠杆菌的传播途径O157H7大肠杆菌主要是通过污染食物而引起人的感染,O157H7大肠杆菌的致病能力和对胃酸的抵抗力均较强,对细胞的破坏性大。
因此很多国家将O157H7大肠杆菌引起的感染性腹泻归为食源性疾病。
在世界各地报告的爆发中,约有70%以上与进食可疑食物有关。
大肠杆菌毒素对肠道反应的机制研究
大肠杆菌毒素对肠道反应的机制研究大肠杆菌是一种常见的细菌,通常存在于人体的肠道中。
然而,某些类型的大肠杆菌会产生毒素,这些毒素可能导致肠道炎症和腹泻。
本文将探讨大肠杆菌毒素对肠道反应的机制。
1. 大肠杆菌毒素的分类大肠杆菌产生的毒素通常可以分为两种类型:产毒素性大肠杆菌(Enterotoxigenic Escherichia coli,简称 ETEC)产生的热稳定和热不稳定毒素,以及肠毒素性大肠杆菌(Enterohemorrhagic Escherichia coli,简称 EHEC)产生的肠毒素。
热稳定和热不稳定毒素是大肠杆菌最常见的毒素类型。
它们通常通过污染的水或食品进入人体,导致腹泻和胃部不适。
肠毒素是 EHEC 最常见的毒素类型。
这种毒素可以引起严重的肠炎和肠胃症状,包括腹痛、腹泻和呕吐。
2. 大肠杆菌毒素的作用机制大肠杆菌产生的毒素通常会导致肠道上皮细胞的损伤和炎症反应。
这些损伤和炎症反应会进一步导致肠道蠕动的增加和分泌功能的改变。
热稳定毒素会激活腺苷酸环化酶(Adenylate Cyclase,简称 AC),一种能够转化腺苷酸三磷酸(ATP)为环磷酸腺苷(cAMP)的酶。
环磷酸腺苷可以促进钠和水的分泌,导致腹泻等消化系统症状。
热稳定毒素也会抑制钾离子的分泌,进一步加重钠和水的分泌,加剧腹泻的程度。
热不稳定毒素的作用机制与热稳定毒素类似,是通过激活腺苷酸环化酶和导致钠和水的分泌来引起腹泻和其他消化系统症状。
肠毒素与热稳定和热不稳定毒素的作用机制略有不同。
它先是分泌到肠道腔内,然后与肠道细胞表面的受体结合。
这种结合会导致细胞内的信号通路激活,产生一系列炎症介质。
这些炎症介质抑制肠道上皮细胞的吞噬功能和细胞间紧密连接的形成,最终导致肠道上皮细胞的脱落和组织破坏。
3. 大肠杆菌毒素引起肠道疾病的治疗措施目前,治疗大肠杆菌引起的腹泻和肠炎的方法比较有限。
大部分治疗措施都是针对症状进行的,例如水分补充和抗生素治疗等。
侵染毒性大肠杆菌毒素及其异常蛋白产生机制详解
侵染毒性大肠杆菌毒素及其异常蛋白产生机制详解侵染毒性大肠杆菌(enterohemorrhagic Escherichia coli,EHEC)是一种致病性大肠杆菌,能引起人类及动物的肠道感染,也可导致严重的血液感染性疾病。
EHEC并非每种都会引起人类发病,但属于特殊感染性的菌株却能引发波及全球的疫情。
从学科层面分析,EHEC是跨学科的研究热点,与分子生物学、微生物学、毒理学、生物统计学等领域息息相关。
为防范EHEC带来的危害,非常有必要对EHEC的毒性因素进行深入探讨。
毒性因素EHEC的毒性因素又简称典型的“黏附毒素”或“Shiga样毒素“。
Shiga毒素最初是从细菌Shigella dysenteriae中分离得到的毒素,因此得名。
值得一提的是,尽管来自于不同的细菌,但Shiga毒素(Stx)与Shiga样毒素(Stx)在毒性上表现类似,主要作用于肠道、肾脏等器官,引起肠道病变、血小板减少性紫癜、溶血性尿毒症综合征等病症。
Shiga样毒素为A/B型毒素,包含A和B两种亚基,B亚基通过黏附到肠上皮细胞的表面分子,使得A亚基进入细胞内,继而对细胞内核糖体的24S亚基进行破坏,阻断蛋白质合成,从而引发毒性反应。
相对来说,由于Shiga样毒素的B亚基具有极强的亲和力,因此该亚基也成为了该毒素抗原性及毒性的主要来源。
产生机制在大肠杆菌中,Shiga样毒素主要由基因编码的鞭毛附着的酸酮酸2(stx2)细胞毒素合成。
Stx2编码基因位于大肠杆菌的细菌质塞(chromosomal locus)中,通过质粒、脱落的噬菌体、移位的噬菌体等不同途径进行横向传递。
在人源EHEC感染中,经常检测到stx2的存在,且该菌株具有较强的毒性。
stx2基因编码序列复杂,大约为3 kb长,包含募集序列、NdN序列(n为任意核苷酸、d为腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶之一)及多个转录启动子和转录终止序列。
stx2基因编码的stx2A次单元和stx2B次单元分别编码两个毒素亚基,其中stx2B次单元编码的B亚基含有5种次亚型(Stxs2B1-5),且在局部基因序列上存在差异。
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大肠杆菌毒性因子的特性和毒性机制
大肠杆菌是一种常见的肠道细菌,它们可以帮助消化食物、维持身体健康,但
也有些大肠杆菌会产生毒性因子,引起食物中毒等疾病。
本文将讨论大肠杆菌毒性因子的特性和毒性机制。
一、大肠杆菌毒性因子的特性
1. 毒性因子的类型
大肠杆菌毒性因子有多种类型,常见的有肠毒素(Enterotoxin,ET)、肠黏附
素(Adhesin,Adh)、外毒素(Exotoxin,Exo)等。
这些毒性因子的特点各不相同,但都能导致人体不适并引起疾病。
2. 分布范围
大肠杆菌是一种广泛存在于自然环境中的细菌,包括土壤、水体、动物的肠道
等地方。
因此,它们的毒性因子也存在于各种不同的环境中,可能会在不同的场合被人体摄入,产生危害。
3. 毒性效应
大肠杆菌毒性因子的毒性效应主要有两种,一种是导致胃肠道疾病,包括腹泻、呕吐等;另一种则是影响其他部位的器官,比如肝脏、肾脏等,引起严重的中毒反应。
二、大肠杆菌毒性机制
大肠杆菌毒性因子的毒性机制十分复杂,涉及多种分子机制的相互作用。
下面
分别从分泌、结构、作用机制、与免疫反应等几个方面来介绍大肠杆菌毒性因子的毒性机制。
1. 分泌机制
大肠杆菌毒性因子产生后,需要被分泌到菌外环境中才能产生毒性效应。
在大
肠杆菌中,毒性因子可以通过分泌通道被分泌到周围环境中,其中较为常见的是Type III 分泌系统(TTSS)或Type VI 分泌系统(T6SS)。
这些分泌系统能够将毒性因子快速、有针对性地释放到目标细胞中,提高了细胞的感染率和感染效率。
2. 结构特点
大肠杆菌毒性因子的结构特点各异,但通常具有多段多氨基酸序列和众多的功
能位点。
其中较为重要的一类功能位点是拥有磷酸二酯酶(Phosphodiesterase,PDE)活性的位点,这类位点可以降解靶细胞内的环腺苷酸(Cyclic Adenosine Monophosphate,cAMP)或环磷酸腺苷酸(Cyclic Guanosine Monophosphate,cGMP),进而改变细胞的内部信号传导和代谢通路,引起细胞死亡、炎症反应等。
3. 作用机制
大肠杆菌毒性因子的作用机制多种多样,其中一部分具有直接细胞毒性,另一
部分则主要影响细胞免疫和代谢状况。
举例来说,肠毒素可以通过与细胞表面的受体蛋白结合,导致腹泻等胃肠道症状;肠黏附素则可以通过与细胞表面的黏附受体蛋白结合,促进菌体在肠道内的附着和传播繁殖。
总的来说,大肠杆菌毒性因子的作用机制十分复杂,需要进一步研究。
4. 免疫反应
大肠杆菌毒性因子的毒性机制与宿主免疫反应密切相关。
当人体暴露于大肠杆
菌毒性因子时,会产生特异性的抗原抗体反应,从而刺激免疫细胞的活化和炎症反应。
这些反应既是宿主抵抗菌体感染的保护机制,也可能导致肠道病变和全身炎症等不良反应。
三、结论
大肠杆菌毒性因子的特性和毒性机制是一门极其复杂的研究领域,它们涉及到
多种分子生物学、免疫学、微生物学等领域的知识。
了解大肠杆菌毒性因子的特性
和毒性机制,有助于我们掌握防范和治疗相关疾病的方法,促进人类健康和生命质量的提升。