产肠毒素大肠埃希菌主要黏附素的研究进展

 

        

摘　要：产肠毒素大肠埃希菌的主要黏附素抗原有K88、K99、987P和F41，在发病学和免疫学上扮演着重要的作用。文章就其理化特性、生物学特性、分子生物学特性及主要检测方法进行综述。

关键词：产肠毒素大肠埃希菌；黏附素；进展 

产肠毒素大肠埃希菌(Enterotoxigenic Escherichia coli，ETEC)是引起仔猪腹泻的主要病原之一。ETEC以其菌毛抗原与新生仔猪小肠上皮细胞的受体结合，在肠道内定居并大量繁殖，产生肠毒素，引起剧烈腹泻。由于菌毛与肠道受体的结合是ETEC致仔猪腹泻的先决条件之一，因此菌毛又称为定居因子或黏附素，对其抗原也相应称为定居因子抗原或黏附素抗原。

1　菌毛的理化特性

ETEC的菌毛抗原均为蛋白质，不耐热，100 ℃加热即可破坏其生物学活性，60 ℃热处理20  min～30 min能使菌毛从菌体脱落，但不失去生物活性。国内外有很多学者报道^[1-3]，用热处理法提取菌毛抗原，来研究它的理化学和生物学特性。K88最早是由Φrskov等于1961年英格兰患肠炎和水肿病猪中分离发现并命名的。K88的分子质量约为25 ku，由除半胱氨酸以外的几乎所有普通氨基酸组成，等电点在pH 4.5～5.5之间，能凝集豚鼠红细胞^[4-5]；K99是Smith和Linggood于1972年首先从腹泻犊牛和羔羊中分离到，1975年大肠埃希菌研究参考中心将其标记为K99抗原，其分子质量约17 ku，等电点为pH 9.75^[5]，能凝集绵羊和马的红细胞；987P是由Nagy等于1976年首先发现并命名，其分子质量为20 ku，等电点为pH 3.7，无血凝性^[6-5]；1978年，Morris等报道了从牛源B41菌株提纯的K99抗原物中，含有阴离子和阳离子两种蛋白质抗原成分，1980年他们证实阳离子抗原为K99,1982年，De Graaf等首次从B41菌株的突变株中提纯了这种新黏附素并命名为F41抗原，其分子质量约30 ku，等电点为pH 4.6，能凝集豚鼠、人、绵羊和马的红细胞^[8-9]。

2　菌毛的生物学特性

ETEC菌毛蛋白由菌体内染色体(或质粒)DNA编码，菌毛表达受培养温度和培养基组分的影响^[10]。ETEC菌毛能使某种动物红细胞发生凝集，且不被D-甘露糖抑制，这种反应称之为抗甘露糖血凝反应(MRHA)。0 ℃～3 ℃是ETEC菌毛MRHA的最适温度，37 ℃会使己凝集的红细胞重新解离，60 ℃ 30 min可破坏菌毛抗原的血凝活性，目前己知的菌毛中除987P无血凝活性外，K88、K99、F41均具有特定的血凝谱，具有显著的宿主特异性。例如，K88或987P阳性的ETEC菌株仅发现于腹泻仔猪体内；K99^＋或F41^＋或K99^＋和F41^＋的菌株从仔猪、犊牛、和羔羊中均可分离到。

3　菌毛的分子生物学

3.1　F4(K88)菌毛

编码ETEC F4菌毛抗原的基因位于一个大的非接合性质粒上。根据免疫学特征的不同可将F4分为F4 ab、F4 ac和F4 ad 3种血清学变异体^[11]，在F4 ab、F4 ac和F4 ad 3个亚型的每两者之间，除了a因子决定簇外，尚有部分共有的决定簇。van Zijderveld  F G等^[12]应用单抗鉴定出F4至少有11个表位，称为al-a7、b1、b2、c、d，并推测F4 ab由al、a2、a3、a4、a5、a6、bl、b2构成；F4 ac由al、a2、a3(a4)、a5、a6、a7、c构成；F4 ad由al、a2、a3、a4、a7构成。F4由10个基因(faeA～faeJ)编码，相应的多肽命名为FaeA～FaeJ，这些多肽参与F4菌毛的生物合成。除了faeA和faeB是两个调节基因外，被两个反向的IS1插入片段隔开。其余8个基因(faeC～faeJ)都是F4菌毛产生所需的结构基因，且分别用一个信号肽序列合成各自的多肽产物。faeG编码的FaeG是菌毛的主要亚单位蛋白，与菌毛的黏附特性有关。faeD编码的FaeD蛋白是一种外膜蛋白，与菌毛亚单位的转运有关。faeE编码的

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