【摘要】：志賀菌(Shigella)是細(xì)菌性痢疾的主要病原菌,它通過毒性大質(zhì)粒上的Ⅲ型分泌系統(tǒng)(type Ⅲ secretion system, T3SS)將分泌的效應(yīng)蛋白分子注入到宿主細(xì)胞內(nèi),從而導(dǎo)致細(xì)菌對人體腸道的侵襲并引起強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng),引起腹瀉、腹痛、發(fā)熱等癥狀,嚴(yán)重的可導(dǎo)致死亡。志賀菌屬包含痢疾志賀菌(Shigella dysenteriae, A群)、福氏志賀菌(Shigella flexneri, B群)、鮑氏志賀菌(Shigella boydii, C群)和宋內(nèi)志賀菌(Shigella sonnei, D群)四個(gè)血清群,其中宋內(nèi)志賀菌是發(fā)達(dá)國家的優(yōu)勢血清群,福氏志賀菌是發(fā)展中國家的主要致病血清群。 根據(jù)O-抗原結(jié)構(gòu)的差異,福氏志賀菌又可以分為眾多血清型,目前報(bào)道的福氏志賀菌血清型至少有19種,包括1a,1b,1c,1d,2a,2b,3a,3b,4a,4av,4b,5a,5b, Y, Yv, X, Xv,6和7b。除血清型6外,其它血清型O-抗原具有共同的結(jié)構(gòu)：一個(gè)N-乙酰葡萄糖胺(N-acetylglucosamine, GlcNAc)和三個(gè)鼠李糖(Rhamnose, Rha)構(gòu)成的四糖骨架重復(fù)單元,即Y血清型結(jié)構(gòu)。四糖骨架中特定糖的糖基化或/和乙�；�/和磷酸乙醇胺化修飾決定了福氏志賀菌的型和群特異性抗原決定簇,從而形成了福氏志賀菌血清型的多樣性。福氏志賀菌O-抗原的糖基化和乙�；揎検怯裳逍娃D(zhuǎn)換噬菌體所介導(dǎo)的,而磷酸乙醇胺化修飾是由質(zhì)粒介導(dǎo)的。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的福氏志賀菌血清型轉(zhuǎn)換噬菌體有SfI,SfIC, SfII, Sf6, SfIV, SfV和SfX,除噬菌體Sf6外,其他噬菌體均攜帶由3個(gè)基因(gtrA,gtrB和gtr)組成的基因簇,gtr基因編碼特異性葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶(Glucosyltransferase,Gtr),介導(dǎo)葡萄糖基以不同的連接方式添加到O-抗原四糖重復(fù)單位的不同糖基上導(dǎo)致血清型的轉(zhuǎn)換。福氏志賀菌在不同地區(qū)、不同時(shí)間具有優(yōu)勢血清型的變化,如2a血清型福氏志賀菌長期以來是包括中國在內(nèi)亞洲國家的優(yōu)勢血清型。近年來一些新的血清型菌株出現(xiàn)并在一些地區(qū)造成流行,如Xv血清型菌株在中國河南2002～2006年取代2a血清型菌株成為優(yōu)勢血清型。我們實(shí)驗(yàn)室研究證實(shí)了Xv血清型是由X血清型經(jīng)磷酸乙醇胺化修飾轉(zhuǎn)換而來的,并分離到血清型轉(zhuǎn)換噬菌體SfX:1c血清型在80年代末的孟加拉出現(xiàn)并在一段時(shí)期成為越南及埃及的主要流行血清型,有研究提示1c血清型菌株是由1a血清型菌株感染噬菌體SflC而來。不同血清型福氏志賀菌流行差異及流行血清型變遷的原因目前仍不清楚,除血清型轉(zhuǎn)換這一作用外,血清型轉(zhuǎn)換噬菌體介導(dǎo)的O-抗原變化是否也會導(dǎo)致細(xì)菌毒力的改變有待進(jìn)一步研究。 本研究對一株Y血清型的福氏志賀菌036進(jìn)行了血清型轉(zhuǎn)換研究：將036感染血清型轉(zhuǎn)換噬菌體SfX,可將福氏志賀菌Y血清型轉(zhuǎn)化為X血清型(菌株036X),將新轉(zhuǎn)換的福氏志賀菌Y血清型菌株036X感染血清型轉(zhuǎn)換噬菌體SfI,得到一種新的血清型菌株,與Ⅰ型特異性抗血清和群7,8特異性抗血清發(fā)生凝集,我們將它命名為福氏志賀菌1d血清型(菌株-036_1d)。隨后我們在中國監(jiān)測的福氏志賀菌株中發(fā)現(xiàn)5株1d血清型菌株。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),受體菌株獲得血清型轉(zhuǎn)換噬菌體,O-抗原被修飾后,可影響細(xì)菌的毒力。細(xì)菌對HeLa細(xì)胞的侵襲方面,獲得血清型轉(zhuǎn)換噬菌體SfX的036_X及獲得血清型轉(zhuǎn)換噬菌體SfX和SfI的036_1d的侵襲能力均高于Y血清型菌株036,且036_1d與036的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；豚鼠角膜實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)0361d所致豚鼠角膜結(jié)膜炎癥程度高于036,提示O-抗原的糖基化可以影響細(xì)菌的侵襲力。用乳酸脫氫酶釋放量來檢測細(xì)菌對巨噬細(xì)胞的毒性發(fā)現(xiàn),036_1d對小鼠巨噬細(xì)胞Raw264.7的細(xì)胞毒性明顯高于036,且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Raw264.7細(xì)胞和036_1d菌株相互作用后,培養(yǎng)液上清的IL-1p及IL-6的釋放量也稍高于036菌株。對上述3株菌全菌蛋白質(zhì)組的比較分析研究發(fā)現(xiàn),036_1d菌株有一個(gè)表達(dá)明顯上升的蛋白Sap,該蛋白在036及036X菌株中沒有表達(dá)。使用QRT-PCR分析發(fā)現(xiàn),036_1d菌株的sap基因的表達(dá)水平比036及036_X菌株顯著提高。據(jù)此推測sap基因具有重要功能。我們繼而構(gòu)建了攜帶sap基因表達(dá)載體的036菌株-036⑥-1菌株,研究Sap蛋白表達(dá)對細(xì)菌毒力的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)036⑥-1菌株的sap基因的轉(zhuǎn)錄水平顯著高于036、036_X及036_1d菌株。036⑥-1對上皮細(xì)胞的侵襲力及對巨噬細(xì)胞的毒性均高于036,但仍明顯低于036_1d。志賀菌Sap蛋白與大腸桿菌Antigen43(Ag43)蛋白具有96%的高度同源性。大腸桿菌Ag43蛋白在大腸桿菌中具有介導(dǎo)自我聚集與促進(jìn)生物膜形成的作用,通過介導(dǎo)細(xì)胞的聚集能起到抵抗過氧化氫物質(zhì)殺死的作用。關(guān)于志賀氏菌Sap蛋白的作用有待于進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。本研究發(fā)現(xiàn)血清型轉(zhuǎn)換噬菌體介導(dǎo)的O-抗原糖基化修飾菌株對上皮細(xì)胞的侵襲性及巨噬細(xì)胞毒性均高于O-抗原未糖基化修飾菌株,提示O-抗原糖基化修飾可以促進(jìn)福氏志賀菌的毒力。
【學(xué)位授予單位】：中國疾病預(yù)防控制中心
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R378.25

【參考文獻(xiàn)】

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1 羅學(xué)輝;張建群;張一;張怡明;;2007-2011年浙江省余姚市感染性腹瀉志賀菌監(jiān)測結(jié)果分析[J];疾病監(jiān)測;2013年01期

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本文編號：2637625