艰难梭菌黏附因子研究进展
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Nature:揭示艰难梭菌的致病新靶点martin艰难梭菌在人肠道内是正常菌群,特别是在幼儿肠道内很常见,但是它对多种抗生素具有耐药性。
在临床上长期使用头孢菌素、氨苄西林、林可霉素、克林霉素、红霉素和四环素等抗生素容易引起肠道菌群的失调,导致艰难梭菌在肠道内大量繁殖而致病。
在发达国家,艰难梭菌感染是抗生素相关性腹泻最常见的原因,也是肠胃炎相关性死亡的主要原因。
此外,艰难梭菌可引起上尿路感染、脑膜炎、腹腔及阴道感染和菌血症等。
近年来该菌已成为医院内感染的病原菌之一,日益被人们所重视。
艰难梭菌致病是由于破坏了肠道菌群后在肠道内大量繁殖,并产生两种同源外毒素TcdA和TcdB。
它们通过受体介导的胞吞作用进入宿主细胞,当细胞暴露在毒素中数小时后,肠细胞会变圆,释放的炎症因子会引发炎症级联反应,导致靶细胞肌动蛋白萎缩,最后产生细胞凋亡,甚至引起艰难梭菌相关性腹泻。
研究人员已知道这些毒素靶向和破坏结肠上皮细胞,而且它们可能劫持一种细胞表面蛋白作为它的受体。
但是,TcdB在结肠上皮细胞的特异性受体都不清楚。
近期,来自波士顿儿童医院、美国哈佛医学院和马萨诸塞大学医学院等机构的研究团队在《Nature》发表了一篇文章,该文章鉴定出一个重要的胃肠道艰难梭菌TcdB的信号靶点。
研究人员首先利用新开发的crispr/cas9基因编辑技术开展全基因组筛选,让体外培养的人细胞中的基因发生突变,然后将TcdB加入到培养基中,筛选可抵抗TcdB的细胞。
最终,研究人员获得了对TcdB具有抗性的细胞株。
然后通过测序技术,发现Wnt信号通路的frizzled受体是结肠中TcdB的受体,并且这个结果在小鼠体内实验中得到了证实。
结肠中的干细胞依赖于Wnt信号让它们发挥功能和产生新的细胞。
TcdB和Wnt信号竞争结合到Frizzled受体上,这是否提示着TcdB直接抑制细胞中的Wnt信号呢?研究人员对这一假说进行了验证,结果发现TcdB可强烈地抑制Wnt信号。
艰难梭菌感染的诊断及治疗研究进展季欣欣;孟秀娟【摘要】艰难梭菌是一种革兰阳性厌氧芽孢杆菌,现已成为全球分布的主要肠道病原体.艰难梭菌感染(Clostridium di ficile infection,CDI)可引起抗菌药物相关性腹泻,而其严重感染会导致假膜性结肠炎和中毒性巨结肠等严重并发症.CDI正成为全世界公共卫生的一个持续挑战.本文就近年来国内外CDI的诊断、预防和治疗予以简要综述,为防治CDI提供依据.【期刊名称】《中国感染控制杂志》【年(卷),期】2019(018)006【总页数】7页(P600-606)【关键词】艰难梭菌;毒素;感染;危险因素;肠道菌群【作者】季欣欣;孟秀娟【作者单位】中南大学湘雅国际转化医学联合研究院,湖南长沙410013;中南大学湘雅医院医院感染控制中心,湖南长沙410008【正文语种】中文【中图分类】R378.8艰难梭菌(Clostridium difficile)是一种通过粪-口途径传播的革兰阳性厌氧芽孢杆菌,是导致胃肠炎相关感染的主要原因[1]。
艰难梭菌芽孢在一般环境中可存活6个月,且耐热、耐酸,并对多种抗菌药物耐药。
临床艰难梭菌感染 (Clostridiumdifficile infection, CDI)可引起轻度腹泻至血样腹泻,严重感染患者可导致假膜性结肠炎、中毒性巨结肠、肠坏死,甚至危及生命。
CDI的发病率不断增加[2],已经超过耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA),成为常见的医院感染病原体[3]。
在社区和疗养院环境中,CDI也在增多[3-4]。
CDI的高发病率、致死性和广泛的波及范围已引起医务人员的高度重视。
预防和治疗CDI仍然是全球面临的公共卫生的重大挑战性问题之一。
目前我国对CDI的认识不够充分,对艰难梭菌产毒株的检测能力和CDI的治疗方法有限。
因此,了解CDI的严重程度和范围,将有助于医务人员进行诊断、预防和治疗。
艰难梭菌感染的机制与防治进展
谢玲林
【期刊名称】《基层医学论坛》
【年(卷),期】2017(021)001
【摘要】艰难梭菌是引起医源性感染的重要病原菌之一,可引起发热、腹泻、肠炎等疾病,严重者可并发肠穿孔及腹腔感染,且存在复发性感染的风险,严重威胁着患者的生命健康。
随着抗生素的滥用,艰难梭菌的耐药性逐渐增强,其感染率逐年上升,治疗难度越来越大,复发及死亡人数也随之上升。
探讨艰难梭菌的感染机制,从中发现阻断病情进展的有效疗法是当前临床工作的重中之重。
本文综述艰难梭菌的致病机制,并探讨其防治进展,以期为临床诊疗提供新的参考和借鉴。
【总页数】2页(P110-111)
【作者】谢玲林
【作者单位】四川护理职业学院,四川成都 610100
【正文语种】中文
【相关文献】
1.非产毒艰难梭菌对艰难梭菌感染BALB/c小鼠的防治作用
2.艰难梭菌感染的实验室检测与防治进展
3.艰难梭菌谷氨酸脱氢酶抗原及毒素检测试剂盒对艰难梭菌感染诊断价值的Meta分析
4.艰难梭菌分子分型与艰难梭菌感染分级的相关性研究
5.抗艰难梭菌毒素B抗体可以预防艰难梭菌感染复发
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文章编号:1001-8689(2021)02-0113-08抗生素对肠道定植抗力的影响研究进展方鼎丽 方芳 郭沁园 薛云新 王岱*(分子疫苗学和分子诊断学国家重点实验室,厦门大学公共卫生学院,厦门 361102)摘要:哺乳动物的胃肠道寄居着复杂的微生物种群,这些微生物种群被称为肠道微生物群,其与宿主的健康和疾病状态息息相关。
肠道菌群可以防止外源病原体在胃肠道中定植,这种现象被称为“定植抗力”。
对肠道微生态的干扰,譬如抗生素的使用,可能会改变微生物的组成,影响宿主免疫功能,并导致定植抗性的丧失,从而使宿主易于被病原体定植。
本文对肠道定植抗力的形成机制以及抗生素对定植抗力影响的研究进展进行综述,旨在为人们合理使用抗生素、研发抗生素替代疗法提供理论参考。
关键词:抗生素;肠道菌群;定植抗力中图分类号:R978,Q931 文献标志码:AResearch progress on the effect of antibiotics on intestinal colonization resistanceFang Ding-li, Fang Fang, Guo Qin-yuan, Xue Yun-xin and Wang Dai(State Key Laboratory of Molecular Vaccinology and Molecular Diagnostics, Xiamen University, Xiamen 361102)Abstract The gastrointestinal tract of mammals is home to a complex population of microorganisms, known as the gut microbiota, which is closely related to the state of health of the host. The intestinal flora can prevent the colonization of exogenous pathogens in the gastrointestinal tract, a phenomenon known as “colonial resistance”. Disturbances to the intestinal microecology, such as the use of antibiotics, may change the composition of microorganisms, affect the host’s immune function, and cause the loss of colonization resistance, making the host vulnerable to colonization by pathogens. This article reviews the research on the mechanism of intestinal colonization resistance and the impact of antibiotics on colonization resistance, aiming to provide a theoretical reference for the rational use of antibiotics and researching alternative therapies for antibiotic treatment.Key words Antibiotics; Intestinal flora; Colonization resistance 收稿日期:2020-02-04基金项目:国家自然科学基金(No. 81971905);福建省海洋经济发展补助资金项目(No. FJHJF-L-2019-4);福建省教育厅中青年教师教育科研项目(No. JT180009);分子疫苗学与分子诊断学国家重点实验室开放研究项目(No. SKLVD2018KF005)作者简介:方鼎丽,女,生于1994年,在读硕士研究生,主要研究方向谷氨酰胺对病原菌T3SS 毒力基因表达及其对宿主粘附力的影响。
2024年艰难梭菌感染治疗药市场规模分析引言艰难梭菌感染是一种由艰难梭菌引起的感染,常见于医院环境中。
随着医疗技术的发展和患者免疫力下降的增加,艰难梭菌感染的发病率逐渐上升。
因此,艰难梭菌感染治疗药物的市场需求也在不断增长。
本文将对艰难梭菌感染治疗药市场的规模进行分析。
艰难梭菌感染概述艰难梭菌是一种存在于土壤和人体肠道中的革兰氏阳性杆菌。
该菌种可以产生耐热芽孢,具有很强的存活性,难以被一些常规的消毒剂所杀灭。
在医院环境中,艰难梭菌容易通过接触传播,尤其是在手卫生不严格的情况下更容易造成传播。
艰难梭菌感染的典型病症包括腹泻、腹痛、发热等症状,严重的感染甚至可能导致死亡。
艰难梭菌感染治疗药市场规模根据最新的研究数据,艰难梭菌感染的发病率逐年递增,导致对治疗药物的需求也在不断增加。
艰难梭菌感染治疗药物市场规模呈现出稳步增长的趋势。
医院用药市场医院是艰难梭菌感染最容易传播的场所之一,因此,医院用药市场是艰难梭菌感染治疗药物市场的主要组成部分。
医院用药市场的规模取决于艰难梭菌感染的发病率和患者的人数。
近年来,由于医疗水平的提高和患者免疫力下降的原因,医院用药市场规模不断扩大。
家庭用药市场艰难梭菌感染在家庭中的传播也是一个重要的问题,尤其是在长期住院后返家的患者更容易将病菌带回家中。
因此,家庭用药市场也是艰难梭菌感染治疗药物市场的一个重要组成部分。
家庭用药市场的规模取决于家庭感染的风险以及艰难梭菌感染患者的数量。
地区市场差异不同地区的艰难梭菌感染发病率和治疗需求存在差异,因此,市场规模也会在不同地区之间有所差异。
一些发达国家由于医疗条件较好,对于艰难梭菌感染的治疗和预防需求更高,这些国家的市场规模通常较大。
而一些发展中国家由于医疗条件有限,对于治疗药物的需求相对较低。
市场前景与机会随着艰难梭菌感染的发病率持续增加,艰难梭菌感染治疗药物市场仍然具有广阔的发展前景。
未来,随着医疗技术的进一步发展和新药物的研发,艰难梭菌感染治疗药物市场有望继续扩大。
㊀南京农业大学学报㊀2021ꎬ44(2):208-216http://nauxb.njau.edu.cn㊀JournalofNanjingAgriculturalUniversityDOI:10.7685/jnau.202010034收稿日期:2020-10-29基金项目:国家自然科学基金项目(32070027ꎬ32000101ꎬ31700054)ꎻ江苏省现代农业面上项目(BE2020340)ꎻ中国博士后科学基金项目(2020M671513)作者简介:李周坤ꎬ副研究员ꎬE ̄mail:zkl@njau.edu.cnꎮ∗通信作者:崔中利ꎬ教授ꎬ研究方向为环境微生物学ꎬE ̄mail:czl@njau.edu.cnꎮ李周坤ꎬ叶现丰ꎬ杨帆ꎬ等.黏细菌捕食生物学研究进展及其在农业领域的应用潜力[J].南京农业大学学报ꎬ2021ꎬ44(2):208-216.LIZhoukunꎬYEXianfengꎬYANGFanꎬetal.Thepredationbiologyofmyxobacteriaanditsapplicationinagriculturalfield[J].JournalofNanjingAgri ̄culturalUniversityꎬ2021ꎬ44(2):208-216.特约综述黏细菌捕食生物学研究进展及其在农业领域的应用潜力李周坤1ꎬ叶现丰1ꎬ杨帆1ꎬ黄彦1ꎬ范加勤2ꎬ王辉4ꎬ崔中利1ꎬ3∗(1.南京农业大学生命科学学院/农业农村部农业环境微生物重点实验室ꎬ江苏南京210095ꎻ2.南京农业大学植物保护学院ꎬ江苏南京210095ꎻ3.南京农业大学作物免疫学重点实验室ꎬ江苏南京210095ꎻ4.中国科学院南京土壤研究所土壤环境与污染修复重点实验室ꎬ江苏南京210008)摘要:黏细菌(myxobacteria)是一类具有多细胞群体行为特征的捕食性微生物类群ꎬ能够以活的微生物细胞或者其他生物大分子作为食物获取营养ꎬ同时能够形成抗逆性强的子实体和黏孢子ꎬ从而使黏细菌具有良好的环境适应性ꎮ黏细菌对于植物病原真菌和细菌的捕食特性使其在植物病害防治方面具有重要的应用潜力ꎬ被视为是新的生防微生物类型ꎮ本文综述黏细菌对于微生物的捕食机制以及捕食行为的生态学功能ꎬ概述捕食性黏细菌作为一种新型的生防微生物在病害防治方面的应用潜力ꎮ在此基础上ꎬ也讨论目前黏细菌捕食生物学研究存在的问题ꎬ旨在为黏细菌捕食作用的深入研究及其在农业生产上的实际应用提供参考ꎮ关键词:黏细菌ꎻ捕食性微生物ꎻ生防微生物ꎻ植物病害防治中图分类号:Q939.96㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1000-2030(2021)02-0208-09ThepredationbiologyofmyxobacteriaanditsapplicationinagriculturalfieldLIZhoukun1ꎬYEXianfeng1ꎬYANGFan1ꎬHUANGYan1ꎬFANJiaqin2ꎬWANGHui4ꎬCUIZhongli1ꎬ3∗(1.CollegeofLifeScience/KeyLaboratoryofAgriculturalEnvironmentalMicrobiologyꎬMinistryofAgricultureandRuralAffairsꎬNanjingAgriculturalUniversityꎬNanjing210095ꎬChinaꎻ2.CollegeofPlantProtectionꎬNanjingAgriculturalUniversityꎬNanjing210095ꎬChinaꎻ3.KeyLaboratoryofPlantImmunityꎬNanjingAgriculturalUniversityꎬNanjing210095ꎬChinaꎻ4.KeyLaboratoryofSoilEnvironmentandPollutionRemediationꎬInstituteofSoilScienceꎬChineseAcademyofSciencesꎬNanjing210008ꎬChina)Abstract:MyxobacteriaareGram ̄negativebacteriaubiquitousdetectedinsoilenvironment.Theyarehighlysocialmicrobeswithacomplexmulticellularpopulationbehaviorwhichareassociatedwithfeedingonabroadrangeofsoilbacteriaandfungitoachievenutri ̄tion.Theformationoffruitingbodyandmyxosporesfromvegetativecellsdifferentiationthatrespondstostarvationmaymakemyxobac ̄teriaexcellentadaptationinnaturalenvironment.Myxobacteriaareversatilepredatorsthatpreyonmicrobesasexcellentcandidatesforbiologicalcontrolagents(BCAs).Hereꎬwediscussedthemechanismsandecologicalfunctionsoftheubiquitousandaccomplishedgeneralistpredatorꎬandthebiocontrolpotentialofplantdiseaseusingmyxobacteriawasalsosummarized.Onthisbasisꎬthefuturechal ̄lengesfortheinvestigationofpredatorymyxobacteriaincontrollingplantpathogenswereprovidedꎬwhichmightprovideinsightsforthepracticalapplicationofmyxobacteriainagriculturalfield.Keywords:myxobacteriaꎻpredatorymicrobesꎻbiologicalcontrolagentsꎻbiocontrolofplantdisease植物病害是制约农作物优质高产的重要因素之一ꎬ据统计全球主要农作物的病害损失约占作物总产量的20%~40%ꎬ每年直接经济损失高达数十亿美元[1-2]ꎬ其中70%~80%的病害是病原真菌所致[3-4]ꎮ至2050年全球粮食产量需要增加70%以满足日益增长的人口需求ꎬ令人担忧的是自2000年以来ꎬ新的真菌类型或者真菌类植物病原菌(fungal ̄likeplantpathogen)呈现逐年增加的趋势[5]ꎬ粮食生产安全问题越来越受到关注ꎬ已成为最重要的国际问题之一[6]ꎮ902㊀第2期李周坤ꎬ等:黏细菌捕食生物学研究进展及其在农业领域的应用潜力目前ꎬ农业生产上的植物病害主要以化学防治为主ꎬ而过度依赖和滥用化学农药产生了有害生物抗药性㊁农药残留超标㊁环境污染等一系列问题ꎬ严重影响我国农业的绿色可持续发展[7]ꎮ为了避免过度依赖化学农药的农业病害防治现状ꎬ近年来利用微生物的抗菌㊁植物免疫调节以及根际或叶际微生物组调控作用ꎬ阻止病原菌入侵植物已成为有效策略[8-10]ꎮ生防微生物的抗菌方式具有多样性ꎬ目前ꎬ受到关注比较多的生防微生物主要来自于假单胞菌(Pseudomonas)㊁芽胞杆菌(Bacillus)㊁伯克氏菌(Burkholderia)㊁溶杆菌(Lysobacter)㊁木霉(Trichoderma)和腐霉(Pythium)等属[11-12]ꎬ其中以枯草芽胞杆菌㊁哈茨木霉和寡雄腐霉等为代表的生防菌已被开发成商业化微生物菌剂ꎬ应用于农业生产的病害控制ꎬ其主要作用机制包括拮抗作用㊁竞争作用㊁诱导植物系统抗性等ꎬ且孢子形成特性使其在菌剂长效保存和土壤生存方面具有一定的优势ꎮ生防微生物进入环境中受到环境因子的多变性[13]㊁植物与微生物互作过程中的免疫识别[14]以及植物根际调控[15]等因素的影响ꎬ生防微生物在开放环境中难以定殖且防治效果不稳定ꎬ导致生物菌剂的实际应用受到一定程度的限制ꎮ在自然生态系统中ꎬ存在着大量不同类型的生物体ꎬ这些生物个体之间为争夺养分和空间形成了复杂的生态网络结构ꎮ捕食是生物体之间广泛存在的一种相互作用模式ꎬ是构建生态系统群落结构和维持生物多样性的关键过程[16]ꎮ目前ꎬ捕食性微生物包括吸血球菌(Vampirococcus)㊁蛭弧菌(Bdellovibrio)㊁噬菌弧菌(Bacteriovorax)㊁Micavibrio㊁Daptobacter㊁拟杆菌(Bacteroidetes)和黏细菌(myxobacteria)等[17-18]ꎮ其中ꎬ蛭弧菌能够直接入侵细胞周质空间实现对革兰氏阴性细菌的捕食ꎬ被广泛应用于养殖产业中改善水质和治疗水生动物细菌性疾病等方面[19]ꎮ此外ꎬ研究人员发现Micavibrioaeruginosavorus可通过黏附到细菌的细胞壁上ꎬ掠夺它们的养分来维持自身的生存和繁殖ꎬ研究成果为治疗多种传染性疾病提供了依据ꎬ从而减缓了微生物耐药性问题[20]ꎮ利用微生物的捕食作用能实现对病原微生物的控制ꎬ为农业病害防治提供策略ꎮ黏细菌是一类具有多细胞群体行为特征的革兰氏阴性细菌ꎬ可以捕食包括细菌和真菌在内的多种微生物ꎬ存在于土壤㊁树皮㊁朽木㊁动物粪便㊁地衣和昆虫等不同类型的环境中[21]ꎮ黏细菌具有超大的基因组(大约10Mb)ꎬ能形成类似真菌的不同形态的子实体结构ꎬ被称为 高等原核生物 ꎮ该类群大多具有复杂的生活史和生长代谢调控过程以及较强的环境适应能力[22]ꎮ然而ꎬ黏细菌作为一类具有捕食特性的新型生防微生物ꎬ其在农业生产过程中植物病害控制方面的应用并未引起太多的关注ꎮ本文综述黏细菌对于微生物的捕食策略㊁抗菌机制㊁捕食的生态学功能等方面的研究进展ꎬ评估捕食性黏细菌在病害防治方面的应用潜力ꎮ同时ꎬ讨论目前黏细菌对于微生物的捕食研究方面所存在的问题及其应对策略ꎬ为黏细菌应用于农业生产过程的病害控制提供理论依据和策略ꎮ1㊀黏细菌是一类通才型(generalistpredator)的微生物捕食者捕食性微生物分布广泛ꎬ在5个门(Proteobacteria㊁Chloroflexi㊁Cytophagaceae㊁Actinobacteria和Nanoar ̄chaeota)中的15个科均发现了捕食性细菌ꎬ包括寄生于硬蜱属的立克次氏体(Rickettsia)等[23]ꎮ除细菌外ꎬ真菌中也存在具有捕食能力的类群ꎬ如Arthrobotrys等可以捕食线虫和一些微生物[24]ꎮ微生物的捕食作用可能是通才型的(generalistpredator)ꎬ如黏细菌ꎬ对不同类型的细菌和真菌均具有捕食作用[25-26]ꎻ也可能是专性的(obligatepredator)ꎬ如蛭弧菌ꎬ通过侵入革兰氏阴性细菌的周质空间进而实现对猎物细胞的分解[27]ꎮ然而ꎬ黏细菌和蛭弧菌都可以在固体界面上滑行运动实现捕食ꎬ但是所涉及的分子机制是相互独立的[28]ꎮ对于黏细菌的捕食研究开展的较早[29]ꎬ其捕食作用与已报道的几种捕食性微生物的作用方式不同ꎮ相对于以盘基网柄菌(Dictyosteliumdiscoideum)为代表的细胞吞噬作用㊁蛭弧菌(Bdellovibriobac ̄teriovorus)为代表的胞质入侵作用㊁溶杆菌(Lysobacter)为代表的分泌扩散性抗菌物质以及腐生螺旋体属(Saprospira)为代表的通过黏性物质捕捉猎物(Ixotrophy)等方式[30]ꎬ黏细菌利用一种特殊的胞外猎杀机制入侵猎物菌落ꎮ黏细菌的捕食策略类型分为:1)直接攻击模式(frontalattack)ꎮ黏细菌细胞间相互合作形成直接攻击模式ꎬ如黏细菌Myxococcussp.BS对软腐果胶杆菌等病原细菌的捕食作用[26]ꎮ2)狼群围捕攻击模式(wolfpackattack)ꎮ黄色黏球菌(Myxococcusxanthus)DZ2对苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobiummedicae)AK21的捕食过程中ꎬ由于菌株AK21产生大量的胞外半乳葡聚糖抵御捕食ꎬ因此黏细菌DZ2采取一种先围捕后猎杀的方式实现对猎物的捕食[31]ꎮ3)孤立捕食模式(solitarypredation)ꎮ通常认为黏细菌通过类似群体狩猎南㊀京㊀农㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报第44卷的策略捕食猎物[30]ꎬ然而研究者也发现黏细菌单个细胞的孤立捕食也能实现对猎物细胞的猎杀[32-34]ꎮ基于自然环境中可获取资源的局限性ꎬ多样化的捕食策略有助于黏细菌类群在环境中的适应能力ꎮ2㊀捕食性黏细菌(predator)与猎物(prey)之间的多重博弈关系目前ꎬ关于黏细菌捕食作用的研究主要集中在细菌捕食方面ꎬ包括黏细菌产生的次级代谢物㊁裂解酶㊁外膜囊泡(OMVs)等[30ꎬ35-36]ꎬ其中次级代谢物的抗菌活性被认为在黏细菌捕食过程中发挥着重要的作用[37-38]ꎬ而外膜囊泡被认为是黏细菌攻击猎物的短距离 运输机 [39]ꎮ此外ꎬ黏细菌分泌的蛋白酶或肽酶㊁溶菌酶等裂解酶可能参与黏细菌的捕食作用[30ꎬ40]ꎬ但到目前为止并无直接的证据ꎮ在黏细菌捕食大肠杆菌的研究中ꎬ转录组学分析发现上千个基因响应捕食过程ꎬ同时推测猎物细胞壁和蛋白质是黏细菌攻击的首要目标[41]ꎮ与对细菌的捕食研究相比ꎬ黏细菌对真菌的捕食研究较少ꎬ仅涉及具有抗真菌活性的几丁质酶㊁β-1ꎬ3-葡聚糖酶等细胞壁裂解酶[42-44]以及抗真菌活性的次级代谢物[45]等ꎮ在细菌与真菌互作关系研究中ꎬ伯克霍尔德菌和沙雷氏菌分别进化出三型分泌系统(T3SS)和六型分泌系统(T6SS)ꎬ将毒性蛋白直接注入真菌细胞内实现对真菌的猎杀[46-47]ꎮ与之不同的是ꎬ黏细菌通过分泌一种新型外膜型β-1ꎬ6-葡聚糖酶分解真菌细胞壁中的β-1ꎬ6-葡聚糖组分ꎬ进而实现对植物病原真菌的捕食(图1)[48]ꎮ目前具有酶活性的外膜蛋白主要包括膜结合蛋白酶或酯酶等[49-50]ꎬ黏细菌来源的外膜型β-1ꎬ6-葡聚糖酶是目前已报道的唯一具有糖苷水解酶活性的外膜蛋白ꎬ具有广谱的抗真菌活性ꎬ是黏细菌捕食真菌的关键因子[48]ꎮ图1㊀黏细菌与猎物细胞之间的捕食与防御策略Fig 1㊀Theattack ̄defensemodelbetweenpredatorymyxobacteriaandprey捕食性黏细菌通过多种模式攻击猎物以获取营养并建立竞争优势ꎬ而猎物群体面对捕食者的攻击进化出相应的防御策略抵御微生物的捕食ꎬ从而实现种群的自我保护(图1)ꎮ猎物抵御黏细菌捕食的防御策略类型主要分为:1)产生抑菌物质ꎮ黏细菌可以分泌抗生素杀死猎物ꎬ而猎物也可以分泌抗菌物质抑制黏细菌的生长ꎮ在黄色黏球菌(M.xanthus)DK1622与天蓝色链霉菌(Streptomycescoelicolor)M45的互作研究中ꎬ链霉菌M45通过气生菌丝和抗菌物质抵御黏细菌的捕食[18]ꎬ在黏细菌与芽胞杆菌的互作研究中也有类似的抑制作用报道[51]ꎮ此外ꎬ真菌也能够产生具有生物活性的次级代谢物ꎬ如青霉菌产生的抗生素能够抑制炭疽杆菌的生长[52]ꎬ具有抑制黏细菌生长的可能ꎮ2)形成外围屏障ꎮ枯草芽胞杆菌(Bacillus012112㊀第2期李周坤ꎬ等:黏细菌捕食生物学研究进展及其在农业领域的应用潜力subtilis)NCIB3610和大肠杆菌与黄色黏球菌(M.xanthus)DK1622的互作研究中ꎬ芽胞杆菌和大肠杆菌作为猎物类群通过产生胞外基质和生物膜抵御黏细菌的入侵[53-54]ꎻ根瘤菌利用分泌的胞外半乳葡聚糖保护细胞免受黏细菌的攻击[31]ꎮ3)修饰捕食因子结构ꎮ黏细菌捕食细菌的一个重要武器是抗生素myxovirescin(TA)ꎬ地衣芽胞杆菌通过分泌糖基转移酶(YjiC)对黏细菌分泌的抗生素TA进行葡萄糖糖基化修饰ꎬ减弱其对自身细胞的毒性ꎬ进而逃脱黏细菌的捕食[55](图1)ꎮ4)共进化ꎮ地衣芽胞杆菌在黏细菌的捕食压力下进化出对抗生素TA的修饰能力[55]ꎻ在黏细菌与大肠杆菌共进化研究中发现ꎬ大肠杆菌通过增加黏液量降低黏细菌的运动速度ꎬ同时通过突变自身的毒力蛋白-外膜蛋白酶(OmpT)以适应捕食的压力ꎬ而黏细菌则通过突变1个未知的eatB基因从而增强对细菌捕食的适应性[56]ꎮ5)改变细胞壁结构组成ꎮ黏细菌通过分泌抗菌蛋白β-1ꎬ6-葡聚糖酶实现对真菌的猎杀ꎬ然而粗糙脉孢菌等微生物细胞壁不含β-1ꎬ6-葡聚糖ꎬ进而避免了黏细菌的捕食[48ꎬ57]ꎮ6)其他类型ꎮ改变猎物细胞表面成分与细胞形态(如丝状细胞)和增加游动速度等也能够保护猎物逃避捕食[58]ꎮ3㊀黏细菌捕食行为在土壤菌群生态调控中的功能微生物群落中的捕食涉及原生生物㊁噬菌体以及具有捕食能力的细菌和真菌等[59]ꎮ黏细菌作为微生物食物网结构中的捕食者ꎬ在土壤微生物食物网中代谢活跃ꎬ在土壤生态系统碳循环中起着关键作用[60]ꎮ土壤中黏细菌占总细菌群落的比例为0.4%~4.5%ꎬ几乎包含了所有黏细菌科或属ꎬ因此ꎬ黏细菌被认为是土壤细菌群落的重要组成部分[61]ꎮ此外ꎬ黏细菌在农田土壤环境中与捕食性细菌存在显著的正相关性ꎬ推测其在农田土壤细菌群落调控方面具有重要的作用[62]ꎮ尽管黏细菌广泛分布ꎬ并且在微生物生态调控中发挥着重要的作用ꎬ但对具体的影响或控制机制的研究并不统一ꎮ研究者在开展土壤微生物与植物互作关系研究中发现ꎬ黏细菌Corallococcussp.EGB能够对植物根际分泌物中麦芽糖和麦芽糖醇具有较强的趋化作用ꎬ使黏细菌向根部定向迁移并定殖ꎮ由于黏细菌EGB对包括尖孢镰刀菌在内的多种植物病原真菌和细菌均表现良好的捕食作用[25ꎬ48]ꎬ在向根部迁移的过程中ꎬ黏细菌通过捕食作用调控土壤微生物群落结构ꎮ其中ꎬBacillus和Pseudomonas等潜在的病害生防菌以及植物促生菌(PGPR)等丰度上升ꎬ尖孢镰刀菌黄瓜专化型(F.oxysporumf.sp.cucumerinumꎬFOC)数量明显下降ꎬ从而抑制病害的发生[63]ꎮ研究结果为利用捕食性黏细菌调控土壤微生物菌落进而实现植物病害的控制提供了新思路ꎬ同时也暗示着捕食性微生物作为土壤食物网的重要组成部分[64]ꎬ在微生物生态系统动态过程调控中起着重要的作用ꎮ4㊀捕食性黏细菌在植物病害控制方面的应用潜力研究发现来源于不同种属的黏细菌菌株对不同类型的植物病原菌均表现良好的抗菌活性[38ꎬ65-66]ꎬ在植物病害生物防治方面表现出潜在的应用价值ꎮ盆栽试验中ꎬ黏细菌对病原细菌㊁真菌和卵菌等造成的植物病害具有良好的生防效果ꎬ表现出较好的土壤定殖能力ꎬ从而保护植物免受病原菌的危害[25ꎬ63ꎬ67-68]ꎮ此外ꎬ在水果采后病害控制方面ꎬ黏细菌Corallococcussp.EGB产生的多种挥发性抗真菌次级代谢物(VOC)ꎬ能够有效抑制青霉菌对橘子的侵染[69]ꎬ延长水果采后货架期(图2)ꎮ基于黏细菌潜在的生防效果ꎬ研究者进一步开展了田间试验ꎮ黏细菌SorangiumcellulosumKYC3262在辣椒炭疽病的防控试验中连续3年表现出稳定的生防效果ꎬ防控效率与化学杀菌剂相当[70]ꎮ黏细菌Corallococcussp.EGB在连续2年的黄瓜和香蕉枯萎病田间防控试验中也表现出良好的生防效果ꎬ并优于化学药剂处理ꎬ显著提高作物产量[63] (图2)ꎮ与目前已报道的生防微生物相比ꎬ黏细菌在植物病害控制方面具有显著的特点:1)能在固体表面滑行运动ꎮ黏细菌利用2种不同类型的运动系统(A运动:AdventurousmotilityꎻS运动:Socialmotility)实现在固体界面的滑行运动[71]ꎬ降低微生物对土壤水分的要求[72]ꎬ而土壤水分含量是生防微生物在土壤中运动的限制因素之一[13]ꎮ2)产生丰富的抗菌物质ꎮ从黏细菌中已经发现了大量具有抗菌活性的次级代谢产物和酶类[43ꎬ73-74]ꎬ是原核生物中仅次于放线菌的第二大次级代谢物来源菌ꎮ3)发育形成抗性黏孢子ꎮ黏细菌是革兰氏阴性细菌ꎬ但可以分化或诱导分化形成具有抗逆性的孢子[75]ꎬ有利于生防菌剂的研发和保存ꎮ4)环境适应性强ꎮ黏细菌广泛分布于土壤㊁水体㊁腐败的树木枯枝落叶㊁草食类动物的粪便等不同的环境ꎬ具有较强的环境适应力[76-77]ꎮ5)能通过多样化的策略捕食真菌和细菌[30ꎬ78]ꎮ黏细菌通才型的南㊀京㊀农㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报第44卷图2㊀黏细菌Corallococcussp.EGB在植物真菌病害控制方面的应用性评估Fig 2㊀ApplicationevaluationofofCorallococcussp.EGBinthebiocontrolofplantfungaldisease㊀㊀a.黏细菌利用挥发性抗菌物质(VOC)抑制气传性植物病原菌的生长[69](VOC:抑制灰霉病菌对橘子的侵染)ꎻb.黏细菌通过捕食和土壤微生物调控作用控制土传枯萎病害的发生[63](捕食与调控:抑制黄瓜枯萎病菌对黄瓜的侵染)ꎮa.Biocidaleffectsofvolatileorganiccompounds(VOC)producedbythemyxobacteriaagainstfungalphytopathogens[69]ꎻb.Predationandmicrobialcommunityregulationofmyxobacteriaareinvolvedinthecontrolofsoil ̄borneFusariumwilt[63].捕食特性㊁良好的环境适应性㊁土壤微生物群落调控能力ꎬ使其被视为是一类新型的生防微生物ꎬ可应用于农业生产过程中植物病害的生防控制ꎮ除了在植物病害生物防治方面ꎬ黏细菌在动物病害控制方面也表现一定的应用潜力ꎮ研究人员发现包含不同种属的113株黏细菌对多种动物致病菌均具有高效的捕食作用ꎬ包括肺炎克雷伯菌(Klebsiellapneumoniae)㊁奇异变形杆菌(Proteusmirabilis)㊁白色念珠菌(Candidaalbicans)㊁肠球菌(Enterococcus)㊁葡萄球菌(Staphylococcus)等[79]ꎮ此外ꎬ黏细菌分泌的具有生物活性的次级代谢物在保护动物健康方面也具有应用潜力ꎬ如S.cellulosum来源的Ambruticin等可以有效抑制多种动物致病菌的生长ꎻ来源于Myxococcusstipitatus的Rhizopodin㊁S cellulosum的Epothilone被认为在抗肿瘤方面具有重要的作用[35ꎬ80]ꎮ黏细菌通过捕食作用和次级代谢物的抗菌作用使其在致病性微生物引起的动物病害控制方面也具有一定的应用潜力ꎮ然而ꎬ目前黏细菌在病害防控中的作用还未引起足够的关注和重视ꎮ5㊀捕食性黏细菌在植物病害控制方面所面临的问题目前ꎬ捕食性黏细菌通过多种模式对植物病原菌进行捕食或者抑制ꎬ在病害控制方面具有良好的应用潜力ꎬ然而黏细菌捕食生物学研究中还存在一些瓶颈直接制约黏细菌的实际应用ꎮ例如:1)黏细菌捕食行为的复杂性ꎮ目前对于黏细菌的捕食相关研究多数集中在行为特征的描述等方面ꎬ已确定的黏细菌捕食因子只有抗生素TA和外膜型β-1ꎬ6-葡聚糖水解酶等ꎬ而黏细菌在捕食过程中降解酶与代谢调控㊁互作关键因子㊁感知与猎物响应㊁细胞依赖㊁群体捕食效率等方面的机制未知ꎬ限制了研究者对黏细菌捕食行为的深入了解ꎮ2)黏细菌生长与营养需求的特殊性ꎮ黏细菌特殊的生长发育方式导致黏细菌的分离周期长ꎬ且可培养性黏细菌资源有限ꎬ我国只有山东大学㊁广东省微生物研究所㊁内蒙古大学㊁河北大学等在黏细菌菌种资源收集方面建立了良好的基础ꎮ同时ꎬ黏细菌生长聚集成团和丰富的胞外多糖等特性使野生型黏细菌的遗传操作难以建立ꎬ具有优良特性的野生型黏细菌的作用机制研究存在瓶颈ꎮ此外ꎬ黏细菌生长过程中的自溶特性也导致扩大培养黏细菌受限ꎬ直接限制了黏细菌的实际应用和菌剂的规模化制备ꎮ3)研究材料的单一性ꎮ目前对于黏细菌的基础研究主要是以黄色黏球菌(M.xanthus)DK1622为材料ꎬ然而黏细菌与植物㊁微生物共进化过程中ꎬ不同种属之间的特性差异较大ꎬ如黄色黏球菌DK1622分泌的次级代谢物具有良好的抗菌作用ꎬ而黏细菌EGB主要是通过分泌真菌细胞壁裂解酶实现对真菌的抗性作212312㊀第2期李周坤ꎬ等:黏细菌捕食生物学研究进展及其在农业领域的应用潜力用ꎬ研究材料的单一性直接导致黏细菌捕食研究的进展较为缓慢ꎮ6 研究展望目前ꎬ黏细菌的基础研究主要是以黏细菌为模式生物ꎬ开展发育生物学㊁种群识别㊁进化生物学以及生态学等研究ꎬ包括黏细菌子实体的形成㊁运动性ꎬ多糖的生物合成ꎬ多形态细胞表面受体蛋白TraA(poly ̄morphiccellsurfacereceptor)及其互作蛋白TraB(cohortprotein)依赖的外膜融合参与黏细菌细胞识别的作用以及生物多样性等[81-82]ꎮ此外ꎬ以黏细菌为种质资源库ꎬ分离筛选一系列具有生物活性的次级代谢物ꎬ黏细菌已成为重要的生物活性物质来源菌[83]ꎮ黏细菌早在1941年就被报道具有捕食细菌的能力ꎬ然而黏细菌是如何完成对细菌和真菌的捕食这一关键科学问题至今未知ꎮ因此ꎬ解析黏细菌的捕食机制是未来黏细菌研究的重要方向ꎮ黏细菌在自然环境中分布广泛ꎬ具有较高的丰度ꎬ然而已分离培养的黏细菌资源依然较少ꎮ广东省微生物研究所科研人员利用病原菌作为被捕食菌构建了直接面向生物防治用途的黏细菌筛选模型[38]ꎬ为未来黏细菌分离方法的优化提供了方向ꎮ同时ꎬ2010年启动的地球微生物组计划(EarthMicrobiomeProject)ꎬ也为获取不同黏细菌的基因组信息ꎬ构建基因资源库提供了可能ꎮ此外ꎬ野生型黏细菌的分子生物学研究体系对于黏细菌研究的深入开展至关重要ꎮ研究者前期发现黏细菌细胞分散性㊁胞外多糖(exopolysaccharideꎬEPS)㊁限制-修饰系统(restriction ̄modificationsystemꎬR ̄Msystem)以及分泌系统等在黏细菌转化过程中起着重要的作用[84]ꎮ突破黏细菌胞外多糖的物理屏障ꎬ强化黏细菌生长过程细胞分散性ꎬ建立高效的遗传转化体系对于深入了解黏细菌的抗菌机制具有重要的作用ꎮ因此ꎬ为了促进捕食性黏细菌在农业生产过程中的实际应用ꎬ需要深入了解黏细菌捕食的作用机制和生态学功能ꎬ通过基因组学和培养组学等方法获取具有良好抗菌活性的优良菌株ꎻ利用代谢组学㊁蛋白和转录组学等鉴定参与黏细菌捕食行为的关键因子ꎬ系统解析黏细菌的捕食和代谢调控机制ꎻ结合微生物学㊁生态学㊁植物保护等多学科交叉阐明捕食性黏细菌在自然环境中的生态学功能以及与植物㊁土壤微生物菌群之间的互作关系ꎻ同时ꎬ建立和优化黏细菌规模化培养工艺ꎬ为黏细菌的实际应用提供依据ꎮ参考文献References:[1]㊀SavarySꎬWillocquetLꎬPethybridgeSJꎬetal.Theglobalburdenofpathogensandpestsonmajorfoodcrops[J].NatureEcology&Evolutionꎬ2019ꎬ3(3):430-439.[2]SavarySꎬFickeAꎬAubertotJNꎬetal.Croplossesduetodiseasesandtheirimplicationsforglobalfoodproductionlossesandfoodsecurity[J].FoodSecurityꎬ2012ꎬ4(4):519-537.[3]康振生.我国植物真菌病害的研究现状及发展策略[J].植物保护ꎬ2010ꎬ36(3):9-12.KangZS.CurrentstatusanddevelopmentstrategyforresearchonplantfungaldiseasesinChina[J].PlantProtectionꎬ2010ꎬ36(3):9-12(inChinesewithEnglishabstract).[4]CasadevallA.Fungaldiseasesinthe21stcentury:thenearandfarhorizons[J].Pathogens&Immunityꎬ2018ꎬ3(2):183-196. 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国内外艰难梭菌感染现状分析许星星;罗芸;王贤军;金大智【摘要】艰难梭菌是一种革兰阳性厌氧芽孢杆菌,也是抗生素相关性腹泻的主要病原菌之一.近年来,由于高毒力菌株核糖体027型的出现,导致艰难梭菌感染在世界范围内的暴发和流行.目前,艰难梭菌分子流行病学研究进展迅速,不同地区的艰难梭菌具有不同的感染特点.北美和欧洲等发达国家的流行病学特征已经比较清楚,该菌在中国的研究起步较晚,但近几年的研究也初步呈现出中国艰难梭菌感染现状和分子特征.本文从艰难梭菌感染的临床表现、危险因素、国内外感染现状等角度进行综述,为后续进一步推进中国艰难梭菌感染防控及分子流行病学研究提供数据参考.%Clostridium difficile (C. difficile) is a Gram-positive anaerobic bacillus and also one of microbial pathogens causing antibiotic-associated diarrhea. In recent years, the emergence of hyper-virulent ribotype 027 strains results in the worldwide epidemics of C. difficile infection (CDI). At present, numerous researches on C. difficile molecular epidemiology in the world have been conducted rapidly, and the molecular epidemiological characteristics vary in different regions. The characteristics of molecular epidemiology in developed countries including North America and Europe are relatively clear. Although the researches on CDI in China have lagged, the latest studies have showed molecular characteristics and current situation of CDI in China. This paper aims to review the latest advances of clinical manifestations, risk factors and current situation of CDI, in order to provide data evidence for further prevention and control of CDI, as well as C. difficile molecular epidemiology study in China.【期刊名称】《传染病信息》【年(卷),期】2018(031)002【总页数】6页(P175-180)【关键词】艰难梭菌感染;危险因素;临床表现;现状【作者】许星星;罗芸;王贤军;金大智【作者单位】310006,浙江中医药大学附属杭州市第一医院检验科;310051 杭州,浙江省疾病预防控制中心微生物检验所;310051 杭州,浙江省疾病预防控制中心微生物检验所;310006,浙江中医药大学附属杭州市第一医院检验科;310051 杭州,浙江省疾病预防控制中心微生物检验所【正文语种】中文【中图分类】R378艰难梭菌是梭菌属中一种专性厌氧、产毒素或非产毒素的革兰阳性芽孢杆菌,其孢子在环境中可存活数月乃至更长的时间,产毒性艰难梭菌是医院内感染和抗生素相关性腹泻最常见病原菌之一[1]。
艰难梭菌在健康人群中的定植与感染防控策略研究进展田甜甜;强翠欣;杨靖;王洁(综述);赵建宏(审校)【期刊名称】《中国感染控制杂志》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】艰难梭菌(Clostridium difficile )是专性厌氧革兰阳性芽孢杆菌,主要通过粪口途径进行传播,并可导致艰难梭菌感染(Clostridium difficile infec-tion CDI)[1]。
该菌于1935年首次报道,直至1978年被认为是引起假膜性肠炎的病原菌之一[2-3]。
其致病机制主要是产生 A、B 两种毒素(TcdA,TcdB),临床表现可从轻度的自限性腹泻到严重的假膜性肠炎的腹泻[4]。
近年,由于艰难梭菌高产毒株(027/NAP1/BI 型)在世界几个地区的暴发流行,且在中国香港和广东省已有027型散发的个案报道,艰难梭菌已成为医院获得性感染的主要病原菌之一[5-9]。
我们曾对石家庄地区医院住院患者分离的33株艰难梭菌进行多位点序列分型,发现以 ST37和 ST54为主,与我国北京的报道[10]一致。
近年,儿童及成人社区获得性 CDI 呈上升趋势[11-14],在美国、加拿大和欧洲地区社区获得性 CDI 占总 CDI 发病人数的20%~50%[15],其越来越受到人们的关注[16]。
但是,社区艰难梭菌传播途径,尤其是无症状携带艰难梭菌的健康人群在 CDI 的流行中所发挥的作用还未知。
因此,本文对健康人群艰难梭菌的定植、传播及感染防控做一详细综述。
【总页数】5页(P284-288)【作者】田甜甜;强翠欣;杨靖;王洁(综述);赵建宏(审校)【作者单位】河北医科大学第二医院,河北石家庄050000; 河北省临床检验中心,河北石家庄 050000;河北省临床检验中心,河北石家庄 050000;河北省临床检验中心,河北石家庄 050000;河北医科大学第二医院,河北石家庄 050000; 河北省临床检验中心,河北石家庄 050000;河北医科大学第二医院,河北石家庄050000; 河北省临床检验中心,河北石家庄 050000【正文语种】中文【中图分类】R378.8【相关文献】1.老年人群中的艰难梭菌 [J], 乔瑞洁;沈荣2.腹泻病婴幼儿艰难梭菌定植与感染情况分析 [J], 郭亚楠;王君;李佳垚;王秋萍;刘欣竹3.艰难梭菌在儿童肠道定植和感染的研究进展 [J], 苗瑞雪;汪志凌;周伟;朱渝;温杨;邓建军4.肠道艰难梭菌定植对老年住院患者肝生化指标的影响 [J], 袁宝玉;武强;周聪;沈芳5.血液病患者产毒艰难梭菌无症状定植和感染相关危险因素的前瞻性研究 [J], 王洁;杨靖;刘晓雷;强翠欣;李志荣;牛亚楠;曹静;赵建宏因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
第益35烈6期贵州医科大学学报Vol. 44 No. 102Uiy 牛丄U 月JOURNAL OF GUIZHOU MEDICAL UNIVERSITY2019.10•专题研究•艰难梭菌黏附因子研究进展** [基金项目]国家自然科学基金(31901012;31550317;39760317);贵州省科技计划项目黔科合平台人才[(2098)5652]* *通信作者 E-mail :honqwei_gmu@ foxmail. com ; 954979793@qq. com网络出版时间:h219 -19 -22 网络出版地址:http ://jqs. enfi. qet/kcm )/detaiP52.1194. R. 22191022. 2308. 009. htmi饶凤琴0吴昌学0崔古贞2,程玉梅3,齐晓岚9…,洪伟9…(9.贵州医科大学地方病与少数民族疾病教育部重点实验室&贵州省分子生物学重点实验室,贵州贵阳550004; 2.贵州医科大学基础医学院,贵州贵阳550025; 3.贵州医科大学附院综合ICU,贵州贵阳550004)[扌商 要]艰难梭菌是一种机会性致病菌,是导致抗生素相关性腹泻和伪膜性结肠炎的主要病原菌。
在艰难梭菌致病周期中,艰难梭菌黏附于肠壁细胞、进一步产生毒素并入侵肠上皮细胞尤为重要,是其致病过程的关键 环节。
艰难梭菌黏附过程需要多种黏附因子的参与,目前已知的黏附因子有细胞壁结合蛋白(Cwp6、Cwp8、Cwp2))S 层蛋白(SlpA ))细胞表面蛋白(Cwp66)、热休克蛋白(GroEL )、纤维连接蛋白(Fbps )、鞭毛蛋白(FliC 、 FliD )及脂蛋白(CD0873)等。
本文对艰难梭菌黏附因子的研究进展进行综述。
[关键词]艰难梭菌;黏附因子;致病机制;艰难梭菌感染;伪膜性结肠炎;肠上皮细胞;炎症[中图分类号]R378.8[文献标识码]A [文章编号]1004-2747(2419)19-^17■05DOI :10.19368/j. cnki. 8904-2748. 8219.89.809Review of Clostridioes difficile Adhesion FactorsRAO Fengqin 9, WU Changxue 9, CUI Guzhen 2, CHENG YumeC , QI Xiaolan 9, HONG Wei 9(7. Key Laboratory of' Endemic and Ethnic Diseases ( Ministry of Education ) , Key Laboratory of'Medical Molecular Biology ,Guizhou MedicaO Universito , Guiyang 550004, Guizhon , China ; 2. ScUooO of Basic Medical Sciencct , GuizhonMedical Universito , Guiyang 555025, Guizhon , China ; 3. Deporaneni of Critical Cara Medicinc ,the J^filiated HospitaO f Guizhon Medical Universit,, Giuyaag 555004, Guizhon , China )艰难梭菌(C (fpinaact PifficUe )是一种革兰阳性、专性厌氧的产芽抱杆菌,是导致艰难梭菌相关 性腹泻的主要原因[9]0艰难梭菌感染(Costan-pfaUle infection,CDI )的临床表现可从轻度、短暂性、自限性腹泻到可危及生命的伪膜性结肠 炎宀7。
正常人体肠道内微生物处于平衡状态,抗生素的使用会扰乱肠道内微生物群落的平衡,进而 导致有益微生物种类和数量减少,使有益微生物对艰难梭菌的阻遏效应被解除,艰难梭菌迅速占据肠道生态位,大量繁殖并产生毒素(tcdA 、tcdB 及二元毒素),这些毒素攻击肠上皮细胞,导致肠道炎 症,最终导致CD )的发生⑷。
近年来,随着艰难梭菌强毒株核糖体028型的出现,CDI 表现出高致死 率和高复发率的特征,因而日益受到研究者的关 注⑸o 2219年,美国大约有近50万人感染艰难梭菌,约22 000人因CD )而死亡,2013年美国疾病控 制与预防中心将C . difficUe 列为需要紧急控制的病 原微生物[6]o 对欧洲多个国家的研究数据显示, CDI 确诊后37 d 内CDI 的死亡率从3% (法国)~37% (英国)不等[8]o 所以,对艰难梭菌生物特性进行深入研究对防治CD )具有重要意义。
研究发现,艰难梭菌黏附于宿主肠细胞表面对其进一步的 定值、入侵以及毒力因子发挥作用尤为重要,如无法黏附于宿主细胞,便无法进一步的定植,将迅速被宿主细胞的非特异性防御机制清除,而艰难梭菌黏附过程由多种黏附因子共同作用。
许多研究已 经确定了涉及黏附和定殖过程的因素,如S 层蛋白、黏附素Cwp66、鞭毛、热休克蛋白GroEL 和水解酶等,影响这些因素的黏附因子中,目前已知的有 细胞壁结合蛋白(Cwp6、Cwp8、Cwp2)、S 层蛋白 (SlpA ))细胞表面蛋白(Cwp66)、热休克蛋白(Gro EL ) 、纤维连接蛋白(Fbps )、鞭毛蛋白(FPC 、FPD )1198贵州医科大学学报44卷及脂(CD0873)等。
研黏附因子对于CDI的防治具有极其重要的意义,本文就黏附因子的研究进展进行综述。
I细胞壁结合蛋白及S层蛋白(S- layer protein)艰难梭菌细胞壁蛋白绝大多数属于细胞壁结合蛋白(cell wall binding proteins,CWPs)大家族,个家族包括S层蛋白(S layer protein,Sip)、半胱氨酸酶Cwp84和相变CwpV[7]0Sip是细胞丰富的蛋白质,艰难梭菌在其达一个S层,在电镜下形成一个规则的阵列,每个菌株携带一个S层,由2种不同的质组成,一种是高分子P43,另一种是低分子[白P36,都由sipA基因编码o SlpA是S一',的SlpA宿主细胞,或用抗S1-pA血清艰难梭菌,均可显少艰难梭菌对细胞的黏附,对艰难梭菌的黏附能力有影响[9-I0]o细胞壁结合Cwp2,也是S丿白之一。
艰难梭菌菌株cwp2基因缺失突变株对隆结肠腺癌细胞CaCo-2的黏附能力比野生型低(75.7±10.0)%o cw P2基因的失会导致毒素TcdA在,提示Cwp2在宿主细胞黏附中发挥重要促进作用[II]o的研,在细胞黏附过程中,多糖与质的相互作能也发挥了重要作用o2007年,Ganeshayniai等分艰难梭菌细胞表面多糖主要由基(PS-I)和磷酸基(PS-II)构成o Usenik等现CWP6与CWP7通过各自的三串联CWB2基序锚定到ps n结构上。
的机制在菌中也有报道,CWP)可通过S层同源(SLH)基序的伪列与基化的次生细胞壁多糖非共结合。
与菌一样,艰难梭菌CWP-2WB-Moef形成,能够与ps-n结合,可能是艰难梭菌与细胞壁结合,结合的关键结[9_14]o用蛋白质结Swiss-MoOei (https:///)同源建模SlpA、Cwp6、Cwp8三级结(图1),Cwp6由3个CWB2基组成,Cwp8中结2(CWB2)于分子的,该结由残基K94-2173组成,由一条a,螺旋一侧的0链和另一侧的组成。
SlpA与Cwp6,Cwp8具有同样的CWB2串联基序°胶原A,即CbpA属于附基质分子MSCRAMM家族,对胶原黏附性,是艰难梭菌细胞壁锚定,在细菌,肠道细胞胶原,从而对肠上皮细胞的黏附定植过程中具有一定程度的贡献[7]o以上这细胞壁上的结合能通过并结合肠腺细胞上的信细菌的黏附能力o注:A为SlpA,B为Cwp6,C为Cwp8o图1SlpA、Cwp6、Cwp8蛋白的3级结构Fig.1Tertiarg stracturo of SlpA,Cwp6and Cwp8protein11171期饶凤琴等艰难梭菌黏附因子研究进展2细胞表面蛋白Cwp66是艰难梭菌中第一个被发现并证明的黏附因子,也称为黏附素蛋白。
2201年,Walinoro 等[1]研究证实艰难梭菌在经过60°C热激处理后黏附细胞能力的增强是由细胞表面蛋白Cpw66所介导,这种热激后黏附能力增加的现象,受到Cwp66抗体抑制。
有趣的是RodeoW3在2203年用反义RNA方法敲降艰难梭菌cw P26基因表达,发现敲降后的艰难梭菌在蛋白表达和黏附方面均无统计学差异。
这个结果与Wapnora等[1]的发现相悖,造成这种相悖结果可能的原因是反义RNA 敲降cpA6的方法可能对该基因的表达抑制并不完全,c pA6完全敲除可能真正解开Cwp66蛋白功能的“神秘面纱”3热休克蛋白热休克蛋白(heat shocd proteins,HSP)被认为是许多细菌病原体的主要抗原,一些微生物表达免疫原性GroEL(HSP60)同源物,会引起宿主免疫原性反应。
抗生素的使用让肠道菌群结构紊乱,艰难梭菌抗生素压力状态,GroEL的表达会增加,GroEL 表达上升会增加艰难梭菌细胞黏附能力o4纤维连接蛋白纤维连接蛋白(finroeectin),是一种普遍存在于脊椎动物体液和细胞外基质中约450kDa的糖蛋白。
纤维连接蛋白结合蛋白(finronectin-binding protein,Fbps)是一种黏附蛋白,主要存在于链球菌和葡萄球菌中。
在革兰阳性菌中,Fbps暴露于细菌表面,通过甘氨酸(LPXTG)与细胞壁锚定。
2203年,Hennequin等[20_21]发现艰难梭菌与纤维连接蛋白、纤维蛋白原、胶原蛋白和玻璃体连接蛋白等细胞外基质蛋白结合,从而定植于宿主细胞。
与纤连蛋白的结合是由于存在由AA7基因编码的Fbps,介导了细菌与宿主细胞的纤维连接蛋白结合,使细菌附着在组织上。
5鞭毛蛋白鞭毛(fla/ellum)是许多细菌都具有的帮助细菌运动的器官,在很多病原菌产生毒素过程发挥了重要作用,如参与空肠弯曲杆菌和嗜肺军团菌的内化,参与空肠弯曲杆菌、幽门螺杆菌的细胞黏附及定植等[22-2]o一些研究者由此推测艰难梭菌在肠道的黏附定植与鞭毛相关蛋白有关,并做了一系列研究o Tasteyro等[26]提出鞭毛蛋白FliC与FliD参与了 C.difficile与细胞的黏附过程。
Din/e等旳将编码FliC与FliD的基因flff和#ff敲除后,艰难梭菌对肠腺细胞的黏附能力增加。
Barketi等国将flff失活后,艰难梭菌毒性基因表达会上调。