擴(kuò)展產(chǎn)氣莢膜梭菌毒素型分型的概述

鐘建輝，紀(jì)甜甜，楊文霞，李 瑤

(西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

0 引言

產(chǎn)氣莢膜梭菌是一種重要的病原微生物，主要引起畜禽壞死性腸炎和人的氣性壞疽等病，致病力強(qiáng)，傳播速度快，嚴(yán)重危害動(dòng)物及人類(lèi)健康[1]。這些疾病的關(guān)鍵特征是其大多數(shù)是細(xì)胞外的強(qiáng)力蛋白毒素的產(chǎn)生介導(dǎo)的。這些毒素通常與特定的疾病綜合征有關(guān)。自1933年Wilsdon根據(jù)梭菌產(chǎn)生毒素的血清中和試驗(yàn)將產(chǎn)氣莢膜梭菌分為A、B、C、D四型以來(lái)，Wilsdon的毒物分型方案已被修改了3次[2]。對(duì)涉及食物中毒的產(chǎn)氣莢膜梭菌菌株進(jìn)行流行病學(xué)調(diào)查，開(kāi)發(fā)了血清學(xué)分型方法，從而有了廣泛認(rèn)可的A～E五型分法。但該方法需要超過(guò)91種抗血清，并且大多數(shù)菌株無(wú)法分型。且根據(jù)毒素基因和遺傳特征分型比血清分型更可取。因此需要更新當(dāng)前的毒物分型方案以提高其流行病學(xué)意義和診斷價(jià)值。

1 擴(kuò)大毒物分型方案的原則

梭菌分型系統(tǒng)的擴(kuò)展一直是許多研究人員多年來(lái)討論的主題。在2017年8月在美國(guó)安阿伯舉行的第十屆梭菌的分子生物學(xué)和發(fā)病機(jī)制國(guó)際會(huì)議上提出擴(kuò)展分型系統(tǒng)的共識(shí)并得到認(rèn)可。已經(jīng)達(dá)成共識(shí)的主要原則是，所需要的是在現(xiàn)有毒素的分型系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，而不是采用全新的方案，而且擴(kuò)展的方案將會(huì)更容易被診斷和研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室接受并得到更廣泛的使用。

主要原則是：①新的毒素類(lèi)型必須是唯一的。它必須包含一部分不屬于現(xiàn)有毒素分型方案的新型毒素。②毒素基因是在質(zhì)粒上還是在染色體上均可。③建立的毒素型B至E具有優(yōu)先權(quán)。也就是說(shuō)，屬于新毒素型的菌株不能產(chǎn)生β毒素，ε毒素或α毒素。④新的毒素型必須基于疾病，且必須滿(mǎn)足科赫法則，已被明確證明與人或動(dòng)物中的特定疾病有關(guān)。

2 兩種新的毒素型

Robert Fagan[3]等人根據(jù)上述建立的指南提出了最新的產(chǎn)氣莢膜梭菌分型方案，增加了兩種新的分型，即分別為F型產(chǎn)氣莢膜梭菌和G型產(chǎn)氣莢膜梭菌。

2.1 F型產(chǎn)氣莢膜梭菌

F型產(chǎn)氣莢膜梭菌被定義為攜帶 α 毒素和CPE基因且在產(chǎn)生孢子形成CPE，但不攜帶β 毒素、ε 毒素和 ι 毒素結(jié)構(gòu)基因的分離菌株。這些菌株已有證據(jù)顯示參與人食物中毒和非食源性產(chǎn)氣莢膜梭菌介導(dǎo)的腹瀉，包括一些與抗生素相關(guān)性的腹瀉病例。有充分的流行病學(xué)證據(jù)證明這些菌株與產(chǎn)氣莢膜梭菌介導(dǎo)的食物中毒和一些非食源性腹瀉相關(guān)。此外，CPE分子科赫法則也已被證實(shí)。有實(shí)驗(yàn)表明，F(xiàn)型產(chǎn)氣莢膜梭菌的濃縮培養(yǎng)上清液可在兔腸壞死疾病模型中導(dǎo)致積液和黏膜損傷，這與通過(guò)等位基因交換分離出的cpe突變體不同。這些菌株原被稱(chēng)為A型產(chǎn)氣莢膜梭菌的CPE陽(yáng)性菌株，將它們命名為F型產(chǎn)氣莢膜梭菌將為不同菌株的臨床和流行病學(xué)分析提供可靠的基礎(chǔ)。這種命名法變化的結(jié)果是A型產(chǎn)氣莢膜梭菌食物中毒將重命名為F型產(chǎn)氣莢膜梭菌食物中毒。

2.2 G型產(chǎn)氣莢膜梭菌

G型產(chǎn)氣莢膜梭菌是指產(chǎn)α毒素和NetB毒素，但不產(chǎn)β毒素、ε毒素和ι毒素的分離株。已證實(shí)G型產(chǎn)氣莢膜梭菌是雞的壞死性腸炎的原因。NetB毒素在這種疾病中起重要作用的遺傳證據(jù)再次明確，并且得到了流行病學(xué)證據(jù)的支持。分子科赫法則同樣得到了驗(yàn)證。產(chǎn)NetB毒素的產(chǎn)氣莢膜梭菌會(huì)引起亞臨床性壞死性腸炎病變。針對(duì)NetB基因的特異性突變消除了引起這些病變的能力，再通過(guò)與NetB基因反式互補(bǔ)的野生型得到恢復(fù)。目前，這些菌株被稱(chēng)為禽壞死性腸炎A型產(chǎn)氣莢膜梭菌株，而將它們命名為G型產(chǎn)氣莢膜梭將為這些分離株的診斷和流行病學(xué)分析提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

產(chǎn)氣莢膜梭菌自發(fā)現(xiàn)與確定命名以來(lái)，經(jīng)歷了若干次毒素分型方案的修改。這里對(duì)一種更新的毒素分型方案進(jìn)行介紹，該方案結(jié)合了2種新的毒素型，即F型產(chǎn)氣莢膜梭菌和G型產(chǎn)氣莢膜梭菌。當(dāng)然，將未知的產(chǎn)氣莢膜梭菌分離株命名為A至G的毒素型，應(yīng)基于對(duì)其DNA分析，即應(yīng)該包括檢測(cè)編碼特定類(lèi)型毒素的結(jié)構(gòu)基因。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)基于特定編碼的毒素結(jié)構(gòu)基因檢測(cè)定型產(chǎn)氣莢膜梭菌的方法也得到更多的普及和認(rèn)可[4]。同時(shí)，產(chǎn)氣莢膜梭菌會(huì)產(chǎn)生至少20種胞外毒素和水解酶，在上述新擴(kuò)展毒素分型方案中僅提到了其中6種。所以，在將來(lái)顯然會(huì)有更多的毒素基因會(huì)被列入毒素分型方案中，比如近期被研究的NETF和BEC。隨著毒素分型方案的不斷更新，人們對(duì)產(chǎn)氣莢膜梭菌的致病機(jī)理以及診斷防治的認(rèn)識(shí)也將會(huì)不斷地?cái)U(kuò)充。