革蘭氏陽性細菌

革蘭氏陽性菌是能夠用革蘭氏染色染成深藍或紫色的細菌，相反革蘭氏陰性菌不能被染色。它們細胞壁中含有較革蘭氏陽性細菌大量的肽聚糖，但經常缺乏革蘭氏陰性菌所擁有的第二層膜和脂多糖層。

基本介紹

• 中文學名：革蘭氏陽性細菌
• 界：細菌界
• 門：厚壁菌門
• 分布區域：細胞壁中

簡介

革蘭氏陽性菌包含細菌中的一個大門——厚壁菌門(Firmicutes)，包括一些著名的屬，如芽孢桿菌(Bacillus)、李斯特氏菌(Listeria)、葡萄球菌(Staphylococcus)、鏈球菌(Streptococcus)、腸球菌(Enterococcus)和梭菌(Clostridium)。此外厚壁菌門還包括了柔膜菌綱(Mollicutes)，如支原體(Mycoplasma)，它們不能被革蘭氏法染色，但與這些革蘭氏陽性種類相關。

放線菌是另一大類革蘭氏陽性菌，根據DNA中鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)的含量，放線菌被稱為高G+C革蘭氏陽性菌，而厚壁菌被稱為低G+C革蘭氏陽性菌。如果細胞的第二層膜是衍生特徵，這兩類革蘭氏陽性菌可能是細菌基部的分支，否則它們可能組成關係相對較近的單系群。它們被認為可能是古細菌和真核生物的祖先，因為它們都缺乏第二層膜，並且具有一些生化上的相似性，比如含有固醇類。 此外，儘管恐球菌-棲熱菌(Deinococcus-Thermus)類細菌結構上類似革蘭氏陰性菌，但也可被染成革蘭氏陽性。

革蘭氏染色法，能夠把細菌分為兩大類：採用這種染色方法，是先用龍膽紫（亦稱結晶紫）來染病菌，所有細菌都染成了紫色，然後再塗以革蘭氏碘液，來加強染料與菌體的結合，再用95%的酒精來脫色20～30秒鐘，有些細菌不被脫色，仍保留紫色，有些細菌被脫色變成無色，最後再用復紅或沙黃復染1分鐘，結果已被脫色的細菌被染成紅色，未脫色的細菌仍然保持紫色，不再著色，這樣，凡被染成紫色的細菌稱為革蘭氏陽性菌（G﹢菌）；染成紅色的稱為革蘭氏陰性菌（Gˉ菌）。革蘭氏染色法的意義就在於鑑別細菌，把眾多的細菌分為兩大類，革蘭氏陽

性菌和革蘭氏陰性菌。大多數化膿性球菌都屬於革蘭氏氏陽性菌，它們能產生外毒素使人致病，而大多數腸道菌多屬於革蘭氏陰性菌，它們產生內毒素，靠內毒素使人致病。常見的革蘭氏陽性菌有：葡萄球菌、鏈球菌、肺炎雙球菌、炭疽桿菌、白喉桿菌、破傷風桿菌等；常見的革蘭氏陰性菌有痢疾桿菌、傷寒桿菌、大腸桿菌、變形桿菌、綠膿桿菌、百日咳桿菌、霍亂弧菌及腦膜炎雙球菌等。在治療上，大多數革蘭氏陽性菌都對青黴素敏感；而革蘭氏陰性菌則對青黴素不敏感，而對鏈黴素、氯黴素等敏感。所以首先區分病原菌是革蘭氏陽性菌還是陰性 菌，在選擇抗生素方面意義重大。

革蘭氏染色的結果取決於細菌細胞壁的結構即革蘭氏染色原理為：

G﹢菌：細胞壁厚，肽聚糖網狀分子形成一種透性障，當乙醇脫色時，肽聚糖脫水而孔障縮小，故保留結晶紫-碘複合物在細胞膜上。呈紫色。

Gˉ菌：肽聚糖層薄，交聯鬆散，乙醇脫色不能使其結構收縮，其脂含量高,乙醇將脂溶解，縫隙加大，結晶紫-碘複合物溶出細胞壁，沙黃復染後呈紅色。

高耐藥率

隨著抗生素濫用現象不斷加劇，臨床細菌耐藥問題日趨嚴重。在近日閉幕的“抗生素治療革蘭氏陽性細菌現狀與進展學術研討會”上，張致平、朱士俊、羅慰慈等專家再次發出警示。

自上世紀90年代以來，革蘭氏陽性球菌在醫院感染病原體中比例顯著上升，並成為當今院內感染中最重要的病原體。據中國醫科院醫藥生物技術所張致平教授報告分析，這些病原體接觸抗生素髮生變異並獲得耐藥性的機制體現在四方面：產生抗生素酶，滅活抗生素；作用靶位變異，不應答藥物；外膜通透性改變，阻斷藥物進入；增強外排，加速泵出進入菌體內藥物。 北京大學臨床藥理研究所副所長肖永紅教授認為，目前，我國此類感染以耐甲氧西林葡萄球菌、耐環大內酯肺炎鏈球菌、耐青黴素肺炎鏈球菌為主，比例均達70%以上。對此，大部分抗生素已失去效用。更令人擔憂的是，我國學者已從動物肌肉內分離到耐萬古黴素腸球菌。

專家指出，在加緊研發新治療藥物的同時，必須大力摒除臨床上不對症套用、長時間套用抗生素，以及在動物飼料中大量添加抗生素等行為。

表面呈現系統

細菌表面呈現系統是微生物表面呈現系統的一個重要分支，它是繼噬菌體表面呈現系統之後發展起來的又一呈現

系統，在一定程度上可以說是噬菌體呈現系統的替代途徑，至少可以說是對噬菌體呈現系統的補充。其基本策略也是將外源蛋白或多肽與細菌表面蛋白融合或嵌合併活性表達於細菌表面。 自從發現大腸桿菌外膜蛋LamB、OmpA和PhoE能夠作為外源蛋白的表面呈現載體以來,該技術得到了迅猛發展，許多研究結果說明脂蛋白、菌毛蛋白、鞭毛蛋白等都可作為呈現載體。而且不僅革蘭氏陰性菌可用以表面呈現，革蘭氏陽性菌也可用以表面呈現。該技術已成為研究的熱點，在微生物學、分子生物學、疫苗學等多個領域的基礎和套用研究中得到了廣泛套用。

革蘭氏陽性菌胞膜外有一層較厚且堅韌的細胞壁，膜蛋白難以顯露，一般認為不適合表面呈現。但最近的一些研究發現有些細胞表面結合蛋白，如金黃色葡萄球菌蛋白A、化膿鏈球菌M6蛋白等的C末端具有較高的同源性，可以通過一段疏水區與含肽聚糖的細胞壁結合而錨定於細菌表面，而其N末端部分則允許外源蛋白的插入或替換，從而實現表面呈現。通過對spA透膜錨定機制的研究發現，spA由信號肽、lgG結合區和C末端的表面結合區組成，而其C末端結合區由一個帶電的重複序列區、許多革蘭氏陽性菌表面結合蛋白相同的含有LPXTG結構的區段、疏水的錨定區和一個短的帶電尾巴RREL組成，後三部分對於結合在細菌表面是必須的，伴隨著LPXTG結構中T-G間肽鍵的斷裂而共價結合到細胞壁上。

許多革蘭氏陽性菌的表面結合蛋白的C末端序列同源性很高，提示它們可能以相同或相似的機制結合到細胞壁上。葡萄球菌表面呈現系統是利用spA的C末端錨定區，用外源蛋白取代IgG結合區片段，基因以質粒形式存在於宿主細胞內，融合蛋白表達並呈現在細菌表面。在鏈球菌表面呈現系統中，則是利用化膿鏈球菌M6蛋白相似的C末端區域，外源基因通過同源重組機制整合在染色體上而實現表面呈現。最近化膿鏈球菌M6蛋白在乳酸桿菌表面獲得了表達，提示將來可以用乳酸桿菌作為表面呈現系統的宿主菌。卡介苗(BCG)是一種減毒的牛結核桿菌，它通常是作為結核病的預防疫苗，研究發現它對於開發多價疫苗具有明顯的優勢。在卡介苗表面呈現系統中，載體蛋白是結核桿菌的膜結合脂蛋白，目前已發現有兩種蛋白可用作呈現載體，如Mtb19、Mtb39，通過將靶蛋白與膜結合脂蛋白的相應膜結合區融合表達而實現外源蛋白的表面呈現。 用該系統成功呈現了螺旋體外膜蛋白A(OspA)，用重組菌去免疫小鼠，所誘發的免疫應答水平明顯高於用BCG胞質表達OspA或分泌表達的融合蛋白免疫所誘發的免疫應答水平，抗體效價比可高達100-1000倍。提示表面呈現蛋白的免疫提呈方式可能不同於一般的抗原，效率更高，再者脂蛋白的免疫佐劑作用也利於誘發高水平的免疫應答。球桿菌也被用於表面呈現的研究，在該系統中是將外源蛋白與細胞壁結合的自溶素修飾蛋白CwbA融合而獲表面呈現，用呈現的偽結核病耶氏菌侵襲素免疫動物，可以誘發特異的抗體反應。在乳球菌中，嘗試將破傷風毒素與細胞表面結合的蛋白酶PrtP融合進行呈現，但沒有獲得成功。