大肠杆菌O157研究进展

1、大肠杆菌O157：研究进展 大肠杆菌是人和温血动物肠道的常机菌，是肠道的正常菌群成员之一，它不仅是某些疾病的特定病原菌，也可引起抗感染。1982年，美国Michigan和Dregon的一起因进食污染的汉堡包的出血性肠炎暴左中育次分离出，E.coli：O157：H7。回顾临检测自1993年以来，亚特兰大疾病控制中心收集的3000多份大肠杆菌仅分离1份过去存在的O157：H7。显然O157：H7，coli是一种新的致病菌，该菌引起出血性腹池而得名胸出血性大肠杆菌（enterolervrrhagic E.coli EHEL）严重时造成肾功能不会，溶血性尿毒综合症（HUS）、血检性血小板减少性紫癜（T

2、TP），个别患者可因急性或慢性肾功能衰竭而死亡。因此，该菌引起了人们的广泛关注，为此展开了多方面的研究，本文拟就 O157：H7的研究进展作一综述。1发病概况本病1982年在美国首次暴发后，不断于美国、英国、加拿大、日本、澳大利亚、德国等地发生。1993年，美国发生了一次涉及到4个州700余名儿童感染的暴发流行，其中51例发生了HVS，4例死亡，至1995年底，美国共暴发流行近50起，每年约2万人感染，特别是1996年5-8月份，日本兰纳E.coli O157：H7污染萝卜苗及牛肉而导致的集体食物中毒事件，涉及东京、大阪等40多个都府县，患者累计达9000余人，7人死亡，其规模之大创下了最高纪

3、录，JohnR等对1987-1991年出生于亚伯达、加拿大、苏格兰的的E.coli O157：H7感染情况进行统计后发现750万人中共发现1993例感染性腹泻和115例HUS患者，死亡24例。5岁以下的感染率最高，而较大年龄组住院率较高，男女比例随年龄组变化而变化，夏天发病率最高，64.0-81.7%发生于4-9月份。该病可出现区域性流行，但散发病率更多。我国于1987年首次从出血性结肠性患者中分离到O157：H7 型E.coli。目前尚未暴发流行，但福建、江苏、山东、北京等地多次从腹泻患者，猪、牛肉中检出O157：H7故应引起足够的重视。本菌寄生于牛、鸡等动物肠内，附大肠壁繁殖，由粪便排出污

4、染环境及食物，从而可迢过牛肉及制品，牛、鸡等动物肠内，附大肠壁繁殖由粪便排出污染环境及食物，从而可超过牛肉及制品，牛奶制品、鸡肉、蔬菜、水果、饲料、水等传播，人与人的亲密接触，亦可传播。2生物学特征：E.coli O157：H7的生物学特性符合大肠杆菌（E.coli）的主要特点，但与E.coli明显不同的是O157：H7型E.coli多不发酵山梨、鼠李糖，也不产生B-葡萄糖醛酶，但一般均发酵棉子糖和卫芽醇，与致泻性大肠杆菌中EHLC（EPEL）除外，不同的是能产生志贺产毒素（SCTS）具有一个60Mda的大质粒，该质粒编码EHIC特有的胸溶血素E.coli O157：H7对酵有较强的抵抗力，在

5、培养基中含亚碲醇钾（）、先锋霉素、Cefixime（）新生霉素cefixime（）新生霉素（）万古霉素（/L）时，可部分或完全抑制其它E.coli和非山梨醇发醇菌生长，而E.coli O157：H7可良好生长，对热敏感，75 1min可完成灭活该菌。侵入机体后，通过特殖菌毛粘附并定居于胸粘膜，但不侵入细胞内。3致病基因及致病因子：31 eae基因与intimin与致病性大肠埃希菌（EPEL）相似，E.coli O157：H7也可对实验动物的远端回肠，回育部、结胸粘膜细胞产生粘附抹去损害（attaching-effacing lesion,H-Elesion）该损害以刷状微绒毛的损坏及细菌对胸怀

6、状细胞膜的紧密粘附为特征。与这一过程密切相关的基因位于染色体上一个35kb称为小胸细胞粘附位点（locus of enterocyfle effacement, LEE）的区域，这一区域包括eae基因，密码亚型分泌系统蛋白的基因和其它一系列分泌性蛋白的基因。 eae基因eae基因（E.coliattaching and effacmyg gene）是LEE致病区的一部分，编码一种称为intimin的外膜蛋白，E.lieabeth. Agin Lovie等研究显示：EHEL EPEL eaa基因核酵水平序列同源性达86%，氨基酸水平序列同源性达63%。这表明E.coli O157：H7是由类似E

7、PEL的祖先进化来的，并提示各种intimin都是由不同进化来源的DNA片段组成的嵌合体等基因编码的。312 infimininfimin是eae的基因产物，但其是不是9uw7a的外膜蛋白还有待进一步探索。Infimin介导细菌与皮细胞的紧密粘附，是细菌表现全部毒性所必需的，但对宿主细胞产生H-E.lesion则是必需而非充分的条件。由eae基因编码的外膜蛋白infimin与其它病原菌如腐蚀柠檬酸杆菌（L.rodertiam）编码的蛋白同源不同的E.coli血清型intimin具有高度可变性。据此，1998年，Hbu-Bobie等将infimin家族成员分为至少5类，不同的亚型，即型、型、型、

8、S型及其它型，同时intinim的真核细胞，结合结构域位于多肽链（端280个氨基酸区域内，该区域中的一个六肽序列（WLQYGQ）一个七肽序列（WAAGANKY）在所有intimin中是相同的，可能这些氨基酸参予构成结合位点，也即infimin的活性部位。比较不同的infimin，其N端高度保守，C端有较低的相似性，但所有的finin C端都具有两个相同的半胱氨酸。313 致病机制 Mckee等提出了infimin可能的作用机制，即infimin与细菌和真核细胞相互作用的模式，他们认为infimin的两端是独特的两端，分别可与细菌和真核细胞的特异受体结合。32 Sli与SLt基因1977年Kon

9、oualchak等首先发现，某些E.coli的培养液中有一种能引起Vero细胞和Hela细胞毒效应的组织，称为Vero毒素（Vi）因其在生物学特性，物理学性状等方面均与志贺毒素非常相似，故又名为志贺样毒素（SCT），根据其能否被志贺抗毒素中和将SCT分为两类：能被中和的为SLT-I或Vero毒素I（vi-1），不能被中和的称为SCT-II或VT-E，SCT-II的毒性作用类似SLT-1，但细胞毒性小一些，产SLTS是所有可引起HUS的E.coli所共有的重要特征，SCT-I绝大多数所有可引起HUS的E.coli所共有的重要特征，SCT-I绝大多数存在于细胞裂解液中，而SCT-II机培养滤液中有

10、更多的活性，推测SCTS HUS机制可能是通过对照靶器官的直接损伤引起内容细胞的损害，特别是对肾脏肾小球上皮细胞的损害，但尚无可信的证据。322 Slt基因Slt基因位于噬菌体染色体，SLT-I与SCT-II分别由不同的噬菌体编码1984年OBrier发现O157：H7菌株933能释放两株不同的SCT毒素转检噬菌体，命名为933I与933W、933J编码SCT-I，933W编码SCT-II。33 Hly基因几乎所有的E.coli O157：H7菌株都含有一个约90hb的大质粒（PO157），该质粒编码一种称为EAEL溶血素（Heemolysinhly）的蛋白，由4个片段构成，其中C片段（hly

11、l）和A片段（hlyA）位于PO157的一个12kb片段（PEO40）和D片段系从LA片段的3端延伸，分子量分别为212bp和144bp，可表达Tob和479个氨基醇，它们构成了EHEL溶血素的阅读框，其基因顺序是CABD，EHEL溶血素与大肠杆菌a-溶血素（E.coli-haemolysin）有高度序列相似性，可分解红细胞产生血红蛋白（Hemoglobin）和血红素（Heme）E.coli O157：H7以Hb为原料，进行快速生长繁殖，产生更多毒毒，引起更大的破坏，溶血素和毒素进入血液后可导致病情加重，引起HUS的安全。E.coli O157：H7具特异的溶血性，与流过的红细胞和血琼脂平板3

12、7培养18-24h，可产生混浊的小溶血区。E.coli O157：H7 a-溶血素对靶细胞的损害是浓度依赖性的，因此推断感染O157：H7菌株表面的溶血素或溶血素输出水平将影响该毒素的生物学功能。Schmidt、Meny等分别以PCR方法证实了所有E.coli O157：H7均含有hly基因。此外，毒力质粒PD157有-大小的DNA片段，可合成具有过氧化氢过氧化特酶活性的分子量为81.8Kda的736个氨基醇的多肽链，被使名为hafp，研究表明，Kafp5 EHEL溶血素有很强的亲缘关系。34 其它致病因子LEE区域还编码其它若干分泌性毒性因子，如EspA、EspB、EspD、EspE等。Es

13、pE可能作为infimin的受体，该蛋白的表达受培养基与生长温度的调节。EspA感染的早期阶段发挥作用，可将EspE等细菌蛋白传送到宿主的细胞质中，Esp基因突变可影响到病原菌对宿主被细胞的粘附。4检测方法41 检测的一般步骤：对E.coli O157：H7的检测一般步骤如下： 收集标本（粪便、食品、水样等）；选择性增菌过滤培养和IMS；选择性鉴别培养基（Chromager O157、CT-SMAC、CR-SMAC）分离培养；纯培养和定性培养；O157与H7抗原鉴定；DNA探针和免疫学检测。42 单克隆抗体和免疫学检测 padhye等用单克隆抗体MAB4Z8C12进行直接ELISA反应检测E.

14、coli O157：H7表明其用于检测O157：H7有明显特异性。Clark等的进一步研究表明该单克隆抗体检测识别的物质是LPS，并表明这种LPS抗原决定簇与细菌的毒力无关。Tohnsor等的研究发现其特异性并不明显，因此有待进一步研究探索。43 分子生物学检测： 分子生物学方法的敏感性特异性均优于常规法，重要为基因探针和PCR，基因探针主要有EHEC毒性质粒：SCT-I，SLT-II和eae基因探针。Bettehein等研究表明SLT探针是一种特异敏感、快速的检测方法。Schmide等的研究表明eae基因探针的特异性不如SCT基因探针。Levine与徐建国等利用HINDIII酶裂解O157：H7的大质粒，获得-3。3kb的LND419片段，给标记后发展为EHEL特异性DNA探针，该探针已被国际公认，成为鉴定EHEL菌株的关键指标，敏感性和特异性均达99%以上。自PCR问世以来，其检测