小肠结肠炎耶尔森氏菌,耐药小刺头启发抗菌

北京中科白殿医院官网 https://wapjbk.39.net/yiyuanfengcai/lx_bjzkbdfyy/
提到小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersiniaenterocolitica),不可避免要蹭一下它同属姐妹——鼠疫杆菌,即鼠疫耶尔森氏菌(Yersiniapestis)的热度,作为引发令人闻风丧胆的鼠疫(黑死病)的致病菌,鼠疫耶尔森氏菌赫赫有名,相比之下,同属的小肠结肠炎耶尔森氏菌就有点小透明了。但话又说回来,在欧、美、澳洲国家,小肠结肠炎耶尔森氏菌还是有一定知名度的,特别是在温带、寒带国家像比利时、加拿大和澳大利亚,是导致细菌性感染排位第三的致病菌,超过志贺氏杆菌,仅次于沙门氏菌和弯曲杆菌(1)。小肠结肠炎耶尔森氏菌的研究,集中在0世纪的美国和欧洲。年,第一株小肠结肠炎耶尔森氏菌株被美国研究员McIver和Pike分离出来()。年,美国纽约州卫生部实验室的研究员Schleifstein和Coleman对提交到实验室的5份菌株(包括Mclver和Pike提交的)进行分析,发现是一种新的菌,命名为小肠结肠炎菌(Bacteriumenterocoliticum)()。9年,欧洲Hassig等首次报道了小肠结肠炎耶尔森氏菌感染人类引发败血症的病例,证实了其对人的致病性(4)。年,在挪威Skandynawia举行的第十四届病理学和微生物大会的会议中,Frederiksen正式将该菌命名为小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersiniaenterocolitica)(5)。年,在美国纽约一个叫HollandPatent的村庄,爆发首次小肠结肠炎耶尔森氏菌的大规模感染(6)。此后,小肠结肠炎耶尔森氏菌在北美、北欧等不少国家不时爆发和流行。在我国,80年代发生过次大规模流行。年甘肃省兰州市一个奶牛场人发病,年辽宁省沈阳市某中学食堂感染余人,原因是分别是食用了死牛肉和自制冷菜(7)。年,我国将小肠结肠炎耶尔森氏菌纳入全国食品污染物监测网。耶尔森氏菌属共有18种菌种,种有致病性(鼠疫、假结核和小肠结肠炎耶尔森氏菌),其中,小肠结肠炎耶尔森氏菌最易感染。小肠结肠炎耶尔森氏菌,革兰氏阴性小杆菌,有毒菌株多呈球杆状,兼性厌氧菌,适宜pH7~8、-0℃的环境,但在0-4℃也能生长繁殖,在冷藏冰冻食物中常见,引发耶尔森氏菌病(Yersinosis),“冰箱病”的一种,人畜共患。耶尔森氏菌病通常局限于肠道的表现,临床特征包括急性腹泻、发烧、腹痛和假性阑尾炎(8)。在我国,急性腹泻的治疗一般基于临床诊断,不需要做微生物检测,因此小肠结肠炎耶尔森氏菌不易检出,没什么露脸的机会(9)。除了上述肠道自限性疾病,更棘手但比较少见的是全身性感染引起的严重并发症,包括反应性关节炎、结节性红斑和败血症等,其中败血症表现包括肝脏和脾脏局限性脓肿等,死亡率高达50%(10)。那么,小肠结肠炎耶尔森氏菌是如何感染人体的呢?小肠结肠炎耶尔森氏菌作为一种食源性致病菌,一般通过食用生、未煮熟的受污染食物和饮用受污染水源感染(还有一个较少见的途径是输血),而小肠结肠炎耶尔森氏菌感染人体的过程,就像一个闯关游戏,而它的表现不要太优秀。穿越火线——突破胃酸的围剿胃液的强酸环境对大多数细菌致命,但小肠结肠炎耶尔森氏菌是个例外,虽然它最适宜生存的是弱碱环境,但它有一种酶——尿素酶,能够把胃液中的尿素催化水解生成二氧化碳和氨,在自己的周围创造一个pH值升高的微环境,同时又不影响大环境的酸碱度。在这样一个保护罩的加持下,85%的小肠结肠炎耶尔森氏菌能穿越胃酸屏障,顺利抵达小肠(11)。发起攻击,定殖小肠、结肠,转染肝脾在这里,小肠结肠炎耶尔森氏菌将会展开一场有条不紊的攻坚战,对人体发起进攻,躲避人体免疫防御,完成在肠道(主要是远端小肠和近端结肠)的入侵、复制和定殖,转染肝脏和脾脏(10)。Round1:入侵人体细胞的钥匙——侵袭素Inv小肠结肠炎耶尔森氏菌穿过肠腔后,附着在小肠黏膜。小肠黏膜内的淋巴滤泡——小肠派氏淋巴结(PP)的表面覆盖着一层微褶皱细胞(Microfoldcell)M细胞,M细胞表面的整合素Integrin蛋白可以和病菌表面的侵袭素Invasin蛋白配对,让病菌进入M细胞,内化后,病菌又从M细胞的基底外侧出来,完成跨细胞转运的过程,由此突破肠上皮,进入人体。Round:启动Yop毒力装置,破坏宿主初级免疫应答入侵过程中,耶尔森氏菌毒力质粒(pYV,plasmidofYersiniaVirulence)编码耶尔森氏菌外模蛋白(Yop,Yersiniaouterprotein)毒力装置,组装III型分泌系统(TSS,TypeSecretionSystem),分泌Yop效应蛋白,破坏宿主初级免疫应答。这些Yop效应蛋白,干扰免疫系统多条重要信息通路,抵消吞噬作用的相关反应(如氧爆作用),抑制促炎因子的产生,以此来保护病菌,不被中性粒细胞和巨噬细胞内化、消灭,让病菌顺利在人体进行细胞外繁殖。Round:进来我就不走了——黏附素YadA蛋白,负责复制并感染组织入侵成功后,Inv蛋白把主导权交给由pYV质粒编码的黏附素(YesiniaadhesinA)YadA蛋白。YadA是一个多面蛋白,与宿主细胞的β1整合素(β1Integrin)通过纤连蛋白(Fibronectin)结合(1),介导病菌在上皮细胞、吞噬细胞和细胞外基质成分的粘附,保护病菌不被中性粒细胞和血清补体所杀死,让病菌能够持续复制、感染组织,是诱发疾病的关键,引发肠系膜淋巴结(MLN)炎症反应,或者肝脏的炎症或坏死。Round4:增兵——侵袭素Ail,抵抗血清补体杀菌作用Inv蛋白完成使命后,另外一个侵袭素Ail蛋白也开始表达。Ail是耶尔森氏菌的致病菌株中才有的侵袭素,除了具备对宿主细胞的粘附和侵袭能力,还能赋予病菌血清抗性,抵抗血清补体的杀菌作用,成功躲过这一道非特异性免疫攻击。四轮进攻下来,小肠结肠炎耶尔森氏菌成功攻克肠上皮,进入小肠派氏淋巴结(PP),经由淋巴系统转移到肠系膜淋巴结(MLN),经由血液传播转移到肝脏和脾脏(图)。一旦抵达PP、MLN、肝脏和脾脏,小肠结肠炎耶尔森氏菌将实现细胞外复制,形成能够抵抗吞噬作用的小菌落继续复制感染。前文提到,肠道耶尔森氏菌病绝大多数属自限性疾病,对于免疫系统完善的患者,不需要抗生素治疗。但对于有免疫系统缺陷、病情恶化的患者,引发败血症等细菌侵袭其他系统的情况,则有必要使用抗生素。不过,小肠结肠炎耶尔森氏菌在临床上的抗生素耐药情况非常严重,而抗生素在养殖业的长期使用,更加剧了致病菌抗生素耐药性的问题。根据中国科学院广州地球化学研究所应光国团队的统计,01年我国抗生素使用总量大约16.万吨,其中48%为人用,其余为动物使用(1)。年国家食品安全风险评估中心发表的一项研究中,针对我国4省份的禽肉中分离出的5株小肠结肠炎耶尔森氏菌进行分析,发现全部耐类及以上抗生素(多重耐药株),耐4类及以上抗生素的比例为64.0%(16株),0株携带有相同的6种耐药基因(簇)(14)。针对小肠结肠炎耶尔森氏菌这种抗生素耐药性高的细菌,与其想方设法寻找还未产生耐药的抗生素去应对,挪威Oslo大学DirkLinke团队通过10年的努力,另辟蹊径找到了抗菌的新思路(15)。年发表在MolecularMicrobilogy的研究中,DirkLinke团队描述了小肠结肠炎耶尔森氏菌产生YadA黏附蛋白的机制,以及它是如何转运到细胞表面的,他们研究出从基因层面阻止这一过程的办法,来阻止细菌粘附到人体细胞表面,阻断细菌入侵和感染人体的进程(16)。既然不会杀死细菌,无法产生粘附蛋白的细菌也可以继续繁殖,那么细菌就不会进化出一套新的防御机制,而它已有的防御机制显然不再管用,理论上来说,细菌就不会对这种药就不会产生耐药。研究团队表示,当前的发现距离研发出这款新型抗菌药物,可能还需要另外5-10年的时间,有望预防和阻断鼠疫、肺结核、小肠结肠炎耶尔森氏菌感染、囊性纤维化以及人造假体/植入等可能发生的严重细菌感染。小肠结肠炎耶尔森氏菌的入侵感染机制无懈可击,还如此擅长对付抗生素,分分钟进化出耐药基因,面对如此难题,研究员居然还能够从中找到抗菌新思路,并有望为原本相爱相杀的细菌和人类,开辟出一条新的相处之道。小肠结肠炎耶尔森氏菌的抗生素耐药问题,更揭示了抗生素长期使用和滥用的问题,这已经成为全球公共卫生威胁。爱米基因提供的肠道菌群检测,除了可以检测小肠结肠炎耶尔森氏菌等致病菌之外,还能分析细菌抗生素耐药基因,让我们知晓自身的抗生素摄入,是不是已经对肠道菌群产生影响,细菌是否已经携带耐药基因,从而反过来指导我们的日常饮食,规避可能的、不必要的抗生素摄入,守护家人的健康。

参考文献(上下滑动查看)

1.TimothyL,CoverMD,RobertC.AberMD.YersiniaEnterocolitica.NEnglJMed.;(1):16-4.

.McIverM,PikeR.Chronicglanders-likeinfectionoffacecausedbyanorganismresemblingFlavobacteriumpseudomalleiWhitmore.Clinicalmiscellany.;1:16-1.

.SchleifsteinJ,ColemanMB.AnunidentifiedmicroorganismresemblingB.lignieriandPast.pseudotuberculosisandpathogenicforman.NewYorkStateJournalofMedicine.;9:-5.

4.HASSIGA,KARRERJ,PUSTERLAF.UeberPseudotuberkulosebeimMenschen.SchweizMedWochenschr.9;79(41):-.

5.FrederiksenW.AstudyofsomeYersiniapseudotuberculosis-likebacteria(BacteriumenterocoliticumandPasteurellaX).ProceedingsoftheXIVScandinavianCongressofPathologyandMicrobiology.:10–4.

6.BottoneEJ,MollaretHH.YersiniaEnterocolitica:APanoramicViewofaCharismaticMicroorganism..CRCCriticalReviewsinMicrobiology;5():11–41.

7.于恩庶.中国小肠结肠炎耶尔森氏菌病研究进展.中华流行病学杂志.;1(6):45-5.

8.BOTTONEEJ.YersiniaenterocoliticaTheCharismaContinues.CLINICALMICROBIOLOGYREVIEWS.7;10:57–76.

9.DuanR,LiangJ,ZhangJ,ChenY,WangJ,TongJ,etal.PrevalenceofYersiniaenterocoliticaBioserotype/O:amongChildrenwithDiarrhea,China,-.Emerginginfectiousdiseases.;(9):-9.

10.FabregaA,VilaJ.Yersiniaenterocolitica:pathogenesis,virulenceandantimicrobialresistance.Enfermedadesinfecciosasymicrobiologiaclinica.01;0(1):4-.

11.Koning-WardTD,Robins-BrowneR.ContributionofureasetoacidtoleranceinYersiniaenterocolitica..InfectImmun5;6(10):-5.

1.DupuyAG,CaronE.Integrin-dependentphagocytosis–spreadingfrommicroadhesiontonewconcepts.JournalofCellScience.;11:-8.

1.ZhangQ-Q,YingG-G,PanC-G,LiuY-S,ZhaoJ-L.A


转载请注明:http://www.greatwallinside.com/jcyf/6230.html


当前时间: