毒性質粒

許多細菌的致病性是由於它們攜帶的質粒，這些質粒能夠攜帶病毒基因，使細菌能在宿主中穩定存留、或抵抗宿主的防禦系統。將此類質粒稱作致病菌的毒性質粒。具毒性質粒的致病菌菌株對小鼠的毒性要比相應的無毒性質粒菌株強數百至數萬倍不等。具毒性質粒致病菌的快速檢測對公共衛生、食品衛生、畜牧獸醫和口岸檢疫都具有重要意義。

基本介紹

• 中文名：毒性質粒
• 外文名：Toxic Plasmid
• 位於：致病菌
• 特點1：攜帶病毒基因
• 特點2：能抵抗宿主的防禦系統
• 檢測：PCR

毒性質粒的概念

許多細菌的致病性是由於它們攜帶的質粒，這些質粒能夠攜帶病毒基因，使細菌能在宿主中穩定存留、或抵抗宿主的防禦系統。將此類質粒稱作致病菌的毒性質粒。具毒性質粒的致病菌菌株對小鼠的毒性要比相應的無毒性質粒菌株強數百至數萬倍不等。具毒性質粒致病菌的快速檢測對公共衛生、食品衛生、畜牧獸醫和口岸檢疫都具有重要意義。

大腸桿菌的毒性質粒

大腸桿菌為研究毒性質粒提供了很好的例子。有幾株大腸桿菌是引起腹瀉的。與旅行者腹瀉有關的產腸毒素菌株可產生兩種毒素：一種是熱不穩定毒素（LT），該毒素是一種在結構和作用機制上十分類似與陰溝腸道毒素的大分子蛋白質；另一種是熱穩定毒素（ST），這是一種低分子質量的多肽。兩種毒素都是質粒編碼的，而且有時候它們甚至是在同一個質粒上。ST毒素基因位於轉座子上。大腸桿菌的產腸毒素株也必須能夠侵入小腸的上皮細胞才能引起腹瀉，這一點可通過另一質粒上的基因編碼的一種特殊粘附纖維而成為可能，第二種類型的致病大腸桿菌可侵入小腸的上皮細胞並引起十分類似於因志賀氏菌感染而產生的痢疾那樣的腹瀉，這種大腸桿菌和志賀氏菌都含有毒性質粒，該質粒編碼特殊的細胞壁抗原和能使它們進入並破壞小腸細胞的其他因子。

沙門氏菌的毒性質粒

沙門氏菌是一類革蘭氏陰性致病菌，廣泛分布於自然界，對人和動物健康構成極大危害，可以引起人食物中毒、急性腸胃炎和動物腹瀉、流產等疾病。具毒性質粒的沙門氏菌菌株對小鼠的毒性要比相應的無毒性質粒菌株強數百至數萬倍不等。目前已在鼠傷寒、豬霍亂、都柏林、腸炎、羊流產、雞傷寒、雞白痢等沙門氏菌中鑑定出不同分子量的毒性質粒。在不同血清型沙門氏菌的毒性質粒中存在一個10kb左右高度保守區域，毒性區域位於一個8.2kb片段中，具有一個操縱子和5個編碼基因(spvR，spvA，spvB，spvC，spvD)。spv基因編碼與沙門氏菌毒性質粒相關的毒力因子，與沙門氏菌的致病性有關。沙門氏菌尤其是具毒性質粒沙門氏菌的快速檢測對公共衛生、食品衛生、畜牧獸醫和口岸檢疫都具有重要意義。

沙門氏菌在腸道定居、侵入上皮組織以及刺激腸液外滲等都與沙門氏菌所攜帶的毒力質粒相關。據有關報導，主要有8種沙門氏菌攜帶毒力質粒，分別為鼠傷寒沙門氏菌、豬霍亂沙門氏菌、腸炎沙門氏菌、雞沙門氏菌、都柏林沙門氏菌、S.Sendai、丙型副傷寒沙門氏菌、S.Abortusovis。在能引起全身感染的非傷寒沙門氏菌菌株中，普遍存在一段大小約為50~90kb的基因，與沙門氏菌的致病性密切相關，稱為spv(SalmonellaPlasmidVirulenc)，在沙門菌全身性感染宿主階段發揮重要作用。Spv基因由6個開放閱讀框(ORF)組成:spvA、spvB、spvC、spvD、orfE、spvR，其中spvR是正向調控基因，編碼調控性蛋白，與LysR/metR家族的轉錄活化因子相關，並調節spv基因按spvABCD的方向進行轉錄。spvB編碼分子量大小為65kDa的單鏈多肽，被一段長為7個(都伯林沙門氏菌，幾內亞沙門氏菌和森美沙門氏菌是9個胺基酸殘基)的脯氨酸殘基截成C末端和N末端兩段區域，其中C末端對於細胞的F肌動蛋白是必需的，而N末端則不是；spvB具有ADP核糖轉移酶的活性，修飾G肌動蛋白，阻止F肌動蛋白的活性，從而破壞肌動蛋白的細胞骨架；SpvC編碼一段大小為28kDa的蛋白，它具有磷酸化蘇氨酸裂解酶活性，能夠抑制MAP磷酸激酶，但是spvB和spvC對於spv基因的表型都是必需的，缺一不可；spvA和spvD分別編碼的28.2kDa和24.8kDa的蛋白質，spvD對細菌毒力的影響較其他幾個基因弱。

其他致病菌

還有幾種其它的致病菌也是因為攜帶了毒性質粒，例如有些金黃色葡萄球菌產生由質粒編碼的剝脫性毒素，此毒素引起皮膚鬆弛並常常大片地脫離，導致葡萄球菌感染皮膚綜合症疾病。