大腸桿菌卷曲菌毛及其致病性

邢艷蘋,王 瑜,楊 峰,雷連成

(吉林大學畜牧獸醫學院,吉林長春,130062)

以往認為埃希菌屬、沙門菌屬等腸桿科細菌表面的菌毛功能主要與細菌黏附及侵襲力有關,其本身的組成成份與其致病性無直接關系。近 10余年的研究發現,埃希菌屬卷曲菌毛的成分與臨床上的膿毒癥(sepsis)、敗血癥(septicemia)、感染性休克(septic shock)、全身炎癥反應綜合征(Systemic In flammatory Response Syndrome,SIRS)等一系列由革蘭陰性桿菌引起的嚴重感染性病癥的發生、發展及轉歸有關。

1 大腸桿菌卷曲菌毛及其編碼基因

大腸桿菌卷曲菌毛(curli)是存在于大腸桿菌表面的一種異聚蛋白絲狀附屬物,直徑 4～7 nm,長度不等[1],富含保守的 β-折疊,每個 β-折疊按平行于卷曲菌毛軸線的方向相互疊加,而 β-折疊自身垂直于菌毛軸線[2]。卷曲菌毛結構高度穩定,理化抵抗力較強,能抵抗蛋白酶消化和去污劑降解;在 10 g/L的 SDS溶液中煮沸不溶解,在體積分數為 0.90的甲酸中才能解聚[3～5]。

大腸桿菌卷曲菌毛由操縱子基因 csg(curli subunit genes)編碼和轉錄。csg包括csgBA(C)和 csgDEFG等 2個操縱子[6～9]。前者由 csgB,csgA構成,后者由 csgD,csgE,csgF和 csgG構成。csgC目前尚不清楚是否存在,為假定基因(putative gene)[8],因為既沒有發現csgC的轉錄產物,也沒有csgC在卷曲菌毛生物合成中具體作用的相關報道。在后續研究中,統一使用csgBA表示 csgBA(C)。2個操縱子向相反方向轉錄,其中 csgB和 csgD之間還有 521堿基對的間隔序列[10]。除csgD外,其他基因前都有一段編碼跨內膜轉位信號肽的序列[11]。2個操縱子在大腸桿菌株系間非常保守。

Dyer等通過 PCR檢測,發現所有被測的大腸桿菌無論能否表達卷曲菌毛,都可以檢測到 csgA和 csgD[12]。許多具有卷曲菌毛編碼基因的大腸桿菌并不表達和產生卷曲菌毛,其卷曲菌毛表達與否受到復雜因素的影響[13]。……