細菌性溶血素

細菌性溶血素指由細菌產生的任何血液毒素。溶血素(hemolysin)是一種可使紅血球細胞溶解的毒素(cytolytic toxin)。在許多病原菌如Escherichia coli的α-hemolysin、Bacillus cereus的hemolysin BL（HBL）、Bordetella pertussis 的FHA hemolysin等都被證明與致病相關。

基本介紹

• 中文名：細菌性溶血素
• 外文名：hemolysin
• 性質：可使紅血球細胞溶解的毒素
• 屬性：簡稱抗“O”或ASO

基本介紹

肺炎球菌溶血素（PLY）是一種多功能肺炎球菌毒力因子，在肺炎球菌感染的早期發病機理中似能促進細菌肺內生長和擴散。PLY通過其對呼吸道上皮和內皮細胞的毒性，破壞肺組織屏障，促進肺炎球菌生長和擴散。由於PLY對免疫和炎症細胞的直接抑制作用及對補體的激活，因此能阻止從肺間質和血液中清除細菌。PLY能刺激局部和全身性免疫應答，並能增強肺炎球菌多糖（PS）的免疫原性，因此PLY-PS結合物可構成菌苗的基礎，這種菌苗不僅能誘生針對肺炎球菌PS的保護性和持久性免疫應答，而且亦能產生使呼吸道黏膜免受毒性損害的中和性抗PLY抗體。

是黏膜病原體

常定居於人上呼吸道而不引起症狀，但在某些宿主中它引起局部呼吸道感染（如中耳炎、竇炎和支氣管炎）。更為重要的是，肺炎球菌具有明顯的侵襲力，是造成細菌性肺炎和腦膜炎的主要病因。PLY是主要的肺炎球菌細胞毒素，是肺炎球菌中唯一能破壞機械性宿主防禦、補體和免疫應答的毒力因子。

結構特徵

pLY是所有肺炎球菌臨床分離株所表達的一種53kDa蛋白，是革蘭陽性菌的具同源結構和抗原的溶細胞素族中的一員。對克隆的PLY定點誘變確定了有關細胞毒性的關鍵區。鄰近羧基端的11個胺基酸序列是細胞毒性所必需的，這個序列在所有巰基激活毒素中均高度保守，並含有單個半胱氨酸。而其他區域則涉及膜膽固醇結合（6個羧基端胺基酸）和孔結構形成（第376位組氨酸）。此外，用一組抗PLY單克隆抗體確認了有關PLY溶解機理的三個毒素序列區，其中兩個位點是PLY的細胞結合位點。針對第三個位點的抗體能抑制PLY的溶解作用，但不能阻止PLY與細胞結合，因此此位點參與細胞膜上孔形成的寡聚過程。

毒力功能

PLY在侵襲性肺炎球菌感染的早期發病機理中具有增強肺炎球菌毒力的多種功能。PLY是最重要的成孔毒素，能破壞構成呼吸道機械屏障的上皮組織。PLY能損害近端下呼吸道的纖毛清除機理，並促進肺炎球菌對破壞的支氣管上皮細胞間隙的粘附，從而促進增殖的細菌進入下呼吸道。

PLY還能損害下呼吸道中的肺泡-毛細胞血管屏障。在體外PLY對肺泡上皮細胞和肺內細胞均有毒性，並在分離的灌注肺中破壞肺泡-毛細血管屏障。因此PLY能直接造成肺泡充血，為細菌提供必需的營養抑制肺泡間的免疫細胞，而且PLY能使肺炎球菌穿過上皮進入肺間質，從而促進擴散入血。

PLY還能增進細菌在肺中增殖，並通過破壞宿主炎症和免疫防禦進入血液。PLY能通過對巨噬細胞和免疫細胞的直接毒性作用而抑制這些細胞的功能。此外，PLY亦能直接激活人補體，使細菌免受補體介導的調理吞噬作用損害。純化的PLY能通過將IgGFc與PLY中不同於細胞毒性區的結構區相結合而激活區進行定點誘變構建的改良PLY在大鼠肺和家兔角膜模型中誘導的炎症應答顯著減輕，推測是由減少了C5a和C3a的釋放。儘管由PLY引起的補體激活能刺激炎症應答，但是它同樣能破壞補體介導的調理吞噬作用。在體外用純化的重組PLY處理後的血清能降低對肺炎球菌的補體依賴性調理吞噬作用。因此，PLY是一種多功能毒素，它是通過破壞組織屏障及改變宿主免疫應答的平衡而有利於細菌增殖和擴散，從而提高感染期間肺炎球菌的存活。

PLY可通過促進肺內細菌生長和侵入血液而在侵襲性肺炎球菌肺炎的早期發病機理中起作用。PLY具有明顯的溶細胞（溶血）和補體激活（補體）活性。為了確定PLY的溶血和補體特性在肺炎球菌肺炎發病機理中所起的特殊作用，Rubins等比較了能產生缺乏這些活性的PLY的2型肺炎球菌突變株在體內的作用。PLY溶血和補體活性的缺乏使得突變株在肺感染期間的毒力低於野型株。在氣管內滴注後3和6小時，PLY的溶血活性與急性肺損害和細菌生長有關。在肺感染後24小時，PLY的補體活性與細菌生長和菌血症有關。在肺感染初期，PLY的補體活性與肺泡-毛細血管損害程度或白細胞的募集無關。然而在體外補體依賴中性粒細胞殺傷作用測定中，PLY的補體活性抑制了白細胞對突變細菌的殺傷作用。因此，PLY的溶血和補體活性在不同感染期通過不同機理對肺炎球菌肺炎的早期發病機理起特殊作用。

原性及作用

從肺炎球菌感染期間機體對毒素的特異性血清免疫應答推斷，PLY在人類侵襲性肺炎球菌病中起作用。在50%～85%的成人菌血症性肺炎球菌肺炎患者中出現PLY特異性血清IgG升高，尤其在需住院的嚴重肺炎患者中。11例肺炎球菌菌血症患者中的11例和42例疑似肺炎球菌感染者中的36例循環中有PLY-IgG免疫複合物。在肺炎球菌中耳炎患兒中確實檢得局部和全身性PLY特異性IgA。因此在人類感染肺炎球菌期間有PLY釋放，並產生局部和全身性免疫應答。由於PLY在肺炎球菌感染時起毒力因子作用，且在病人中具有免疫原性，因此PLY似是肺炎球菌結合菌苗中的一種理想候選物，可提高菌苗的免疫原性，並能更大範圍地預防局部和侵襲性肺炎球菌感染。由於23價肺炎球菌PS菌苗的固有局限性，因此腸道外免疫不能可靠地預防肺炎球菌病。雖然此菌苗能在健康者中誘生全身性免疫應答，但是在高危人群（如幼兒和免疫損害成人，包括患慢性病的老人）中誘生全身性IgG抗體的效率卻差得多。PS菌苗在這些高危患者中有限的效力反映PS菌苗的的弱免疫原性及這些患者對此菌苗有限的免疫應答。

23價菌苗的局限性可通過向新菌苗配方中摻入PLY而得到克服。將細菌PS結合菌苗與蛋白載體（如目前的流感桿菌結合菌苗）共價結合能刺激增強的和更持久的免疫應答，並能對再次接種產生加強應答。肺炎球菌PS與無關細菌蛋白（如破傷風類毒素、白喉毒素、腦膜炎球菌外膜蛋白和百日咳毒素）結合能在兒童和嬰兒中誘生較高水平的PS特異性全身性抗體和加強應答。肺炎球菌PS與PLY構成的結合菌苗還能誘生抗PLY保護性和抗體，此抗體能防止PLY造成的損害並能預防PS菌苗型之外的各型肺炎球菌的侵襲性感染。在小鼠中，與PS單獨免疫相比，腸道外免疫肺炎球菌莢膜PS與PLY結合物能顯著提高全身性抗PS抗體水平。另外，PLY-PS結合菌苗免疫能誘生顯著的全身性抗PLY中和抗體，並比PS免疫更能抵禦嗣後各型肺炎球菌腸道外攻擊.。

在小鼠模型中，PLY亦能刺激黏膜免疫力，因此PLY-PS結合菌苗能夠誘導局部免疫力以預防肺炎球菌呼吸道感染期間PLY造成的黏膜損害。在大鼠中，在支氣管肺泡灌洗樣本中，死肺炎球菌氣溶膠免疫能誘生局部PLY特異性IgA和IgG抗體。在小鼠中，腸道黏膜免疫沙門菌減毒株表達的重組PLY能誘生全身性PLY特異性IgA和IgG抗體，而用同樣載體經腸道外免疫僅產生IgG應答。因此摻入PLY作為佐劑的肺炎球菌結合菌苗可通過口服和吸入途徑進行黏膜免疫。評估全身和黏膜免疫後PLY-PS結合菌苗的免疫原性和效力的臨床試驗顯然是今後肺炎球菌研究重點。

簡稱

抗鏈球菌溶血素“O”，簡稱抗“O”或ASO。

正常參考值

成人< 500U，兒童< 250U。正常值因年齡、季節、氣候、鏈球菌流行情況，尤其地區而有所差別。類風濕時部分病人ASO升高在400單位以上。

四種血清類型

（1）抗鏈球菌溶血素型：ASO升高、RF陰性時，見於風濕病，

（2）凝集型：ASO正常、RF陽性時，表示預後不良；

（3）混合型：ASO升高，RF陽性，見於類風濕；

（4）正常型：ASO陰性、RF陰性，可排除類風濕。

溶血性鏈球菌產生的一種代謝產物能溶解紅細胞，所以這種產物被取名為“O”溶血素人體感染了A組溶血性鏈球菌後，“O”溶血素在體內作為一種抗原物質存在。為了對抗這測定這種能中和鏈球菌溶血素“O”的抗體含量，就稱為抗鏈球菌溶血素“O”試驗。抗“O”的數值以單位計算，有100、125、166、250、333、500、625、833、1250、2500等數檔。正常仁一般在500單位以下，若高於500單位，說明最近有過溶血性鏈球菌感染。有些病人抗”O”升高，但是沒有關節酸痛等症狀，不能認為就是患了風濕關節炎，只能說明近期曾有過溶血性鏈球菌感染，患了扁桃體炎、咽炎、猩紅熱等一類疾病。但是，風濕性關節炎的發病原因確實與鏈球菌的感染有關，所以，風濕性關節炎活動期，抗“O”是會升高的。

兩者探究

據研究，柯薩奇B病毒、高膽固醇血症、溶血、肝炎、腎病綜合症等疾病，均可呈現非特異性的抗“O”增高，但是滴度不是很高，類風濕關節炎也是如此。一般認為，類風濕關節炎的發病可能與某些微生物的感染有關，感染後引起異常免疫反應。鏈球菌也可能混雜在其間，部分參與了感染，因而出現了抗“O”。另外，類風濕關節炎病人“久病體虛”，抵抗力較差，容易收到鏈球菌的侵襲，我們在臨床上常見到類風濕關節炎病人患有咽炎。還有部分關節炎病人套用腎上腺皮質激素或免疫抑制劑治療之後，抗感染能力明顯下降，這也是合併鏈球菌感染的原因。抗“O”並不能像血沉、C－反應蛋白一樣作為判斷病情嚴重程度和衡量治療效果的指標。因此，在類風濕關節炎的檢查中不作為常規項目。