产肠毒素大肠杆菌(ETEC)是一类能在小肠上皮细胞定植和增殖,继而产生和释放由质粒和/或染色体编码的热不稳定(LT)和/或热敏(ST)肠毒素的病原菌。这类病原菌每年引起成千上万例腹泻病例,尤其在发展中国家,且ETEC每年引起300 000~500 000名5岁以下儿童的死亡。这类病原菌也是导致“旅行者腹泻”的常见原因,并常常困扰着被部署在疫区的军事人员。伴随着感染性腹泻的反复发作,可导致患者生长阻滞和营养不良,进而恶性循环。营养失调的儿童表现出更高的感染风险。
临床上ETEC感染通常伴有急性的水样腹泻,如同霍乱病例,有从温和到严重的水样腹泻等多种类型。除腹泻外,其他体征如头痛、发烧、恶心、呕吐也常常被报道。依据美国农业部最近连续监测报告(USDA:APHIS:VS.Swine.2002,2006,2010)表明,腹泻仍然主要危害着养猪生产业,导致猪群中发病率和病死率最高。
1 毒力的分子机制
ETEC至少可产生、分泌并有效释放LT和/或ST毒力因子,鉴于编码这些毒素基因系统发育进化树明显多样性,各自可能是形成致病性克隆的基本元素。然而,这些病原菌的发病机理仍然有待详尽研究。其他必需的毒力因子,如ETEC如何定植,毒素如何成功靶向定位宿主细胞,以及可能增强这一过程的至关重要的毒力因子,至今还没有被完全发现。
1.1 毒素及其分泌系统
1.1.1 热敏毒素热敏毒素(LT),与其高度同源的霍乱毒素CT一样,是由5个B亚基五聚体,和一个A亚基组成的异质性聚合体。
A亚基包含2个由二硫键连接的结构域:A1和A2,其中A1是毒素活性分子,而A2分子通过螺旋使A亚基与五聚体的B亚基相连接(图1)。 B亚基和神经节苷脂GM1在位于宿主细胞膜穴样内陷的中心相结合后,激发对全毒素的内吞作用。
A亚基中具有酶活性的A1必须穿过细胞内膜实现构象的改变,与ADP—核糖基化因子(ARFs)相互作用生成核糖基化ADP Gsa,为胞内鸟嘌呤核苷酸蛋白。由于Gsa GTP酶活性的抑制,引起腺苷酸环化酶的活化。继而,细胞内cAMP水平升高,激活了囊性纤维化跨膜调控子(CFTR)调控的氯离子通道,导致电解质和水分大量分泌,最终引起腹泻。
CT和LT都是通过各自病原菌外膜分两步分泌的。第一步,亚基N端信号肽在依赖Sec途径从细胞内膜到外周胞质的转运中被切割,而各单体在外周胞质中装配成全毒素。分泌物依靠复杂的Ⅱ型分泌系统穿过细胞外膜,这被认为是一般分泌途径(GSP)。一些菌株存在另外一些基因,如由野生型ETEC H10407菌株毒力岛编码GTP结合蛋白的leoA基因,也调节LT分泌。
LT如何呈递到肠细胞表面神经节苷脂受体的具体过程还不太清楚。早期的研究认为,LT释放呈递适宜时期发生于病原菌黏附在靶向上皮细胞时,因为抗LT抗体容易结合游离的毒素,却不能中和由黏附在上皮细胞上的病原菌释放的LT。有趣的是,很多年来人们一直认为ETEC缺乏分泌LT的能力,实验室条件下生长的病原菌分泌的大部分LT仍然与外膜囊泡密切相关,它们可以通过依赖脂筏的内吞作用进入宿主细胞。LT和它的同源分泌系统装置能够聚集或极化到细菌的一端,从而ETEC可向宿主细胞表面释放呈递高负荷载体型的毒素。
除了液态分泌作用,LT还能诱发多种对病原菌有利的效应,如下调包括防御素在内的宿主固有应答,同时增强ETEC对上皮细胞的黏附作用以及小肠定植能力。
1.1.2 热稳定毒素热稳定毒素ST是ETEC分泌的富含半胱氨酸的小肽,它能与肠上皮细胞刷状缘上的鸟苷酸环化酶C(GC-C)的胞外域结合。上述相互作用激活了胞内鸟甘酸环化酶催化区,从而引起胞内cGMP的积聚。cGMP的增加继而激活依赖cGMP蛋白激酶Ⅱ型,引起囊性纤维化跨膜调控子(CFTR)的磷酸化,从而导致Cl-的分泌和NaCl吸收的抑制,引发渗透性腹泻,导致脱水。
有些ST毒素肽已在人源ETEC菌株中鉴定,其中包括与鸟苷酸环化酶C结合相关的STa(STⅠ)多肽ST-Ⅰa(ST-P)和ST-Ⅰb(ST-H),也包括与人无关但与猪源菌株相关的STb(STⅡ)分子。但STb与不同的受体结合,并不能刺激产生环化核苷,与人类疾病也无明确的联系。
STⅠ分子共同拥有一个含3个二硫键的13个氨基酸构成的核心结构,为发挥生物学效应所必须 (图2)。
通过活化的ST-P毒素域的晶体结构预测,N11-A13残基组成的六聚体环,形成了一个潜在适应外表面的GC-C结合部位,能够促进GC-C的聚积和激活。
ST-H和ST-P都是由质粒编码,通常存在于转座子中,最初合成氨基酸前体分子包含进入细胞外周质所需的19个残基信号肽,STI多肽通过Sec途径运输 穿 过 外 膜 需 要 三 聚 体TolC蛋 白 输 出 通道。
大量的流行病学研究表明,产ST-H的ETEC比产ST-P的菌株更具有致病力。而含ST-P的ETEC能够引起人类疾病无需质疑,因为ST-P菌株在日本多次引起与食物有关的腹泻。目前还不清楚产ST-H和产ST-P的ETEC在潜在致病力的明显不同是否由2种毒素的生物性差异导致,或者它们仅仅是致病性的生物标志。
1.1.3 EAST1 EAST1是一种肠聚集性耐热毒素,和STI多肽有相似的结构。在包括ETEC在内的多种肠道病原菌中,编码EAST1的基因ast已鉴定,通常存在多个拷贝数。
ETEC研究表明,这种毒素存在于移动元件上;当在重组菌表达,在肠毒素活性检查中可以观察到EAST1功能激活。虽然在ETEC发病机制中EAST1是否参与仍不清楚,但最近研究表明该毒素不刺激cGMP和cAMP水平升高。
2 黏附素和定植因子
小肠定植是ETEC必需的毒力特征。多种编码在ETEC质粒和染色体上的不同结构蛋白已鉴定为假定的黏附素和定植因子。
2.1 定植因子(CFs)
一类异质性蛋白质样的表面结构称为定植因子(CFs),是最早被确定ETEC的毒力因子,目前仍然是疫苗研发的重要靶标。迄今为止至少有25种不同的定植因子被发现,并且大多数是质粒编码的。
CFs具有抗原和结构多样性。菌毛、纤毛和其螺旋结构已经被鉴别出来,长度从1~20μm以上不等。其中,CFA/I菌毛的研究最为深入,这类菌毛由约1000个拷贝的主要菌毛亚单位CfaB,和1个(或几个)拷贝的位于末端的CfaE黏附素分子组成。这些菌毛装配同时需要在同一个操纵子上编码的专门的 周 质 伴 侣 分 子 (CfaA)和 外 膜 引 导 蛋 白(CfaC)。组装结构(约1μm长)为弹簧式螺旋,这样可以在受到肠腔剪应力时解旋。大多数CFs确切对应受体还没有被鉴别,很多被认为是结合宿主细胞表面的糖蛋白偶联物。
定植因子显然在人类疾病的发病机制中起着重要的作用,但是许多菌株却并不产生已知的定植因子。对不同病例的剖析和其他促进定植黏附素的鉴定,尤其是对于那些不产生已知CFs的菌株研究,为疫苗的研发提供更多的靶标对象。
2.2 Ⅰ型菌毛
ETEC和其他大肠杆菌一样产常见的Ⅰ型菌毛,尽管该结构在致肾盂肾炎尿致病性大肠杆菌发病机制中详尽研究,但早期研究没能证明它们参与ETEC的毒力,随后的研究表明多种变种Ⅰ型菌毛顶端黏附素FimH有着组织嗜性,Ⅰ型菌毛最适合在小肠定植的可能性。
Duan等在对ETEC鞭毛素的研究中也发现Ⅰ型菌毛的表达量与细菌对肠上皮细胞的黏附和侵袭能力相关,暗示了Ⅰ型菌毛其作为毒力因子参与ETEC致病过程的可能,进一步的研究正在开展中。
2.3 大 肠 杆 菌 共 有 菌 毛
大 肠 杆 菌 共 有 菌 毛(ECP)为许多埃希氏大肠杆菌所共有,包括共生的和致病的菌群。与已知的其他分子参与菌毛的装配相类似,潜在的含6个基因的ECP操纵子编码假定的蛋白。近期ETEC研究表明,约80%菌株携带了ecpA基因(用于编码菌毛结构的主要亚基),免疫印迹法检测,有一半以上的分离株表达ecpA蛋白。然而ECP在ETEC致病机理中的作用还不很确定,遗传多样病理型的高度保守,使得未来更加注重该菌毛结构的研究。
2.4 ETEC非菌毛黏附素/侵袭素
2.4.1 Tia和TibA侵袭素研究伤寒沙门菌侵袭性时,Elsinghorst等意外发现了H10407菌株能高效侵入胃肠上皮源的不同细胞系(但不在其中复制),克隆了该菌染色体编码的2个产毒素入侵基因座:A(tia)和B(tib)。随后的研究显示,这些基因座编码不同的蛋白。
Tia是一种25 000的外膜蛋白 ,编码在一个插入selC tRNA基因的H10407菌 株大毒力岛 上。Tia与宿主细胞表面蛋白聚糖相互作用,当它克隆和表达在大肠杆菌工程菌株上,自身功能足以促进黏附和入侵上皮细胞。
Tib位点编码TibA,是一种自主转运(AT)蛋白,与一些黏膜致病菌的AT黏附素同源。TibA是由100 000前体蛋白preTibA合成的,可能通过假定糖基转移酶TibC作用下糖基化。
ETEC入侵上皮细胞的分子发病机制目前仍不明确。尽管 人 类 肠 细 胞 离 体 研 究 很 好 地 证 实 了ETEC和肠细胞刷状缘的相互作用,但是缺乏来自感染患者的相似数据。虽然如此,Tia和TibA在体外促进黏附的能力以及与其他病原菌已知的毒力蛋白具有显着的同源性。
2.4.2 EtpA对新型分泌蛋白的调查鉴别出了在H10407菌株大毒力质粒上编码了一个含双组分分泌(TPS)的基因座。该基因座编码3种蛋白:Et-pA,170 000的分泌型糖蛋白;EtpB,转运膜孔道蛋白;EtpC,假定的糖基转移酶,为适宜的分泌和Et-pA的糖基化所必需。和正在被不断认知和发展的TPS胞外蛋白家族中其他一些成员一样,EtpA也起着黏附的作用,且似乎以一种新方式起黏附作用,最近的研究显示EtpA以分子桥形式发挥作用,连接了宿主细胞受体和ETEC鞭毛末端,即与高度保守区的鞭毛蛋白相互作用。
EtpA和与其相互作用的鞭毛蛋白,都是H10407菌株在体外的适宜黏附和在小鼠模型中小肠定植所必需。丝状血凝素与EtpA相似,是一个大分子量的百日咳杆菌TPS黏附素,是非细胞的百日咳疫苗的组成成分。
EtpA免疫原的研究上,实际上,小鼠不管是接种了切去顶端的重组110 000EtpA片段疫苗还 是 接 种 了 全 长EtpA糖 蛋 白 疫 苗,都 对ETEC的定植起到了有效地保护作用,暗示着该分子可能成为一种可行的疫苗来研发。
3 鞭毛在ETEC发病机理中的重要性
ETEC大肠杆菌可产生周身鞭毛,每条鞭毛约有20 000个独立的鞭毛蛋白分子组成。鞭毛蛋白分子以螺旋排列的形式堆积,高度保守的氨基端和羧基端区域相互作用,在鞭毛丝内部整齐排列成一行,而可变区暴露于外表面,表现“H”抗原特异性血清型。近年来,鞭毛在大肠杆菌致病中的毒力作用越来越受到关注。可引起克罗恩氏病的黏附-侵袭大肠杆菌(AIEC)菌株LF82在缺失其编码鞭毛蛋白的fliC基因后,丧失了对肠上皮细胞的黏附和侵袭功能,并 且 还 可 以 下 调Ⅰ型 菌 毛 的 表 达 量。
EPEC菌 株E2348/69在 缺 失fliC基 因 后,黏 附Hela细胞的能力显着下降并且不能在Hela细胞表面形成典型微菌落,首次证明了鞭毛直接参与对宿主细胞的黏附。大部分人源ETEC菌株都是有运动性的,大肠杆菌可按鞭毛H抗原进行血清型分类,暗 示 着 鞭 毛 很 可 能 与ETEC的 发 病 机 理 有关。已有研究证明,完整的鞭毛在ETEC体外的黏附和热敏毒素的释放递呈中发挥着必需作用,同时在小肠的定植方面也有着显着的影响。有报道已证明,猪源ETEC菌株的鞭毛在对猪小肠上皮细胞系的体外黏附、侵袭过程中起重要的作用。
鞭毛同时还参与对细菌其他菌毛结构(如K88菌毛、Ⅰ型菌毛)的表达调控,影响生物被膜的形成,也提示鞭毛在人源ETEC致病机制中的重要研究价值。
在700多种ETEC菌株分析中,鉴别出大于30种不同的H血清型,导致人们猜测鞭毛可能不是很好的疫苗靶点,除非能鉴别出一个保守的抗原决定表位。研究发现,鞭毛分子的高度保守区暴露在一些ETEC鞭毛的末端并参与了黏附的过程,使得鞭毛作为疫苗的靶目标成为了可能。近期研究显示,重组异源H抗原在免疫方面的交叉保护作用似乎支持了这一假说。此外,鞭毛蛋白本身作为一种免疫刺激物,可诱导机体产生天然免疫应答和获得性免疫应答,已在新型佐剂的开发中应用。
4 其他潜在的毒力因子
EatA是一种由H10407菌株大毒力质粒编码的自主转运蛋白。通过DNA杂交和/或PCR表明相似或相同的eatA基因存在于多种ETEC菌株中,同时eatA也存在于人源E24377A基因组序列和pCOO毒力质粒中。有报道称EatA同源序列也在猪源ETEC质粒测序中发现。EatA已经被证明有丝氨酸蛋白酶的作用,属于SPATE(肠杆菌丝氨酸蛋白酶自主转运子)蛋白的毒力蛋白家族。EatA与福氏志贺菌自主转运子SepA同源性很高。EatA在致病机理中的确切作用和蛋白酶活性真正底物尚不清楚。然而,对于回肠袢段的初步研究显示EatA能增强eatA+菌株的毒力。
5 ETEC的遗传学
5.1 ETEC的基因组学
伴随着新一代测序技术成本下降和高通量优势,使得对于任意种属和致病型的多种菌株的测序成为可能。目前,大量的基因组数据被广泛应用于大肠杆菌,特别是小范围的地应用于致病型ETEC,考虑到这种病原体对于全球公共卫生的重要性,我们预计在不远的将来,几十甚至几百种菌株将被测序。包括质粒在内的2个人源ETEC菌株(E24377A和H10407)的基因组已经被完全测序,另一个准备要被测序的菌株(B7A)已经在设计起草阶段。对ETEC的基因组检测结果表明约4%的E24377A染色体都由可动遗传片段组成,并且相似的比例也在其他2个菌株基因组中被发现。此外,当将E24377A、B7A基因组,同其他15个来自不同致病型的大肠杆菌基因组作比较,平均每个菌株都含有相当多数量的独有基因。在ETEC基因组中,大量的可移动片段和独有基因的组合,说明了在这些病原菌中有大量基因变迁流动。
基因组项目中,一项十分有趣的发现是多种质粒 的 鉴 定 识 别。
Yamamoto等先 前 描 述 了H10407菌株中的多种质粒,不同来源的分离菌株的质粒谱可能有所差异。
ETEC质粒的序列数据显示这种差异与同样的移动元件有关,这些移动元件存在于质粒和染色体中,潜在导致质粒的不稳定性。
Froehlich等对pCOO质粒的测序显示,质粒是一种由约24%移动元件和2个不同的与R64、R100有关的 复 制 起 点 镶 嵌 共 合 体。移 动 元 件 散 布 在pCOO质粒,就像E24377A和H10407的质粒具有一些 确 定 的 类 型,包 括IS1、IS2、IS66、IS629和IS91。随着 质 粒 和 染 色 体 中IS成 分 的 增 多,在ETEC生命周期内可能会引起染色体中特定位点的质粒整合和拆分,导致不稳定性。与人源ETEC类似,通过对2个猪源ETEC菌株UMNK88和UM-NF18的全基因组测序,以及与不同分离株的比较分析表明,猪源ETEC菌株倾向于依赖染色体和/或质粒的重组获得更多毒力因子。
基因组和质粒遗传信息已经被利用于ETEC发病机理的研究,这些数据的扩展,包括增加分离株数据,应结合额外的与这些病原菌的毒力有关的细节,进而深入探究其调节网络。同样,考虑到这些病原菌可变异性,从多个菌株得到的额外的遗传信息来成功识别保守的疫苗靶位点至关重要;且可能对特定毒力因子的鉴定也有帮助,这些毒力因子可能与临床上更具侵袭力的ETEC感染方式有关。
5.2 基因型/表型的多样性以及它们对于疫苗研发的影响
ETEC代表一类有多种表型和基因型的大肠杆菌。从世界各地分离的700多株ETEC菌株的血清型分析,在118个不同的组合中,鉴别出78种不同 的O血 清 型 和34种 不 同 的H血 清 型。
CFA/I是最常见的CF,在23种不同的O血清型中都有表达。
系统发育学的研究表明,ETEC通过多次独立获取肠毒素基因从大肠杆菌种群中演变而出。对3株来自3个不同ETEC谱系的最近被完全测序的ETEC菌株的染色体基因初步比较,没能鉴别出任何ETEC特 有 的 基 因,这 可 能 说 明:建 立 一 个ETEC谱系只需要相当少的染色体基因数,所以需要更加充分地鉴定ETEC不同分离株可能共有的基因。
尽管来自不同ETEC谱系的菌株,只有已知毒素和定植因子可出现一些与其他菌株相同的明显抗原,至今仍没有鉴定的质粒和染色体编码的抗原可能在抗ETEC的天然免疫发展中起着重要作用。在一项对于200名西非幼儿的纵向流行病学研究中,自然ETEC感染仅能使得47%儿童对于由相同毒素和定植因子组成的ETEC引起的初次感染有保护作用,但这种保护似乎并不归因于毒素和定植因子。相同毒素和定植因子组合的菌株通常来自相同的ETEC谱系,暗示了某菌质粒或染色体编码的抗原,可以提供针对同一谱系其他ETEC产生保护。目前很少知道哪一种ETEC谱系存在于人群中,也不知道某一种谱系在大肠杆菌种群中出现或消失的比率。谱系特异的疫苗可能成为疫苗研究计划的可行选择,靶向在对于来自最优势、最稳定的ETEC谱系中菌株的预防。
5.3 ETEC转录调节ETEC和其他肠道病原菌
一样很可能程序化地对多种环境信号做出应答反应,来调节毒力因子的表达。例如,肠毒素和一些类型菌毛的表达会因为是否获取存在特定碳化合物(如葡萄糖)而受影响。在葡萄糖存在的条件下,LT的产 量 会 增 高,该 效 应 需 要cAMP受 体 蛋 白(CRP)参与代谢途径激活。
CRP共同的DNA结合位点是一个22bp间隔的反向重复序列,正如其名称所暗示的DNA结合需要依靠cAMP。当CRP占据-31.5处的位点,LT启动子被抑制,因此这个位点与转录起始位点有关。当CRP结合到这个位点上,会封闭来自启动子的RNA聚合酶,从而抑制编码LT基因的转录。通过葡萄糖抑制cAMP合成,阻止CRP与DNA结合,LT启动子的抑制可以被解除。与LT相反,CRP可激活ST-H的表达。
CRP也很有可能激活包括CFA/I在内的多种菌毛的表达,已有研究表明这些菌毛的表达会受到葡萄糖的抑制(分解代谢产物抑制)。这些菌毛也被Rns(CfaD)正向调控,并且所有依赖Rns菌毛启动子在其-35六聚体序列的上游都有一个直接的结合位点。大多数的启动子在近端上游有一个或多个Rns结合位点。现在还不清楚CRP是直接调控菌毛启动子还是通过控制Rns的表达间接调控。在一些猪源ETEC菌株中表达的987P菌毛,CRP对其调控是间接通过激活FasH(FapR)的表达,然后再由FasH(FapR)激活菌毛启动子。
另外的一些因素很可能调控ETEC毒力基因的表达。不管是LT的表达还是一些菌毛的生成,包括CFA/I在内都受到H-NS的抑制,这是一种革兰阴性菌的拟核相关蛋白,也是一种基因表达的全局调控子。
CRP和H-NS都已被证明能调控大肠杆菌鞭毛的生成。考虑到细菌的有效黏附和肠上定植需要这些结构,并且毒素的释放也需要这些结构,它们的表达可能与ETEC毒力因子的产生相互调节。这种观点被位于etpBAC启动子上游的一个CRP结 合 位 点 的 鉴 定 所 支 持,该 位 点 是 通 过DNaseⅠ足迹法鉴定出来的。
寻找那些在同一转录网络的基因也能助于识别新的毒力因子。近年来,通过生物信息学方法检查已被测序的ETEC序列来寻找潜在的Rns结合位点时,识别到ETEC的另一个潜在的分泌型毒力蛋白CexE,它由H10407菌株中同时编码EtpA,EatA和CFA/I基因的94.8kb的大型毒力质粒编码。使用TnphoA诱变向cexE中插入某片段后可以识别出该分泌蛋白,进而表明cexE编码了一种新的分泌蛋白。
Rns(CfaD)可以激活cexE表达。与CS1菌毛蛋白启动子类似,激活cexE启动子需要一个直接在启动子上游-35序列的Rns结合位点。如果要彻底激活cexE启动子,占据一种额外的启动子末端结合位点是非常必要的。
cexE基因编码了一个大小为12 600的蛋白质,其前19个氨基酸构成的信号肽在依赖Sec转运穿过内膜时裂解。
CexE的功能至今还未阐明。但是,CexE位于一个毒力质粒上并由Rns调控其表达,且Rns还可以调控其他毒力因子的表达,这表明该基因可以编码一种新的分泌型毒力蛋白。
6 与猪源ETEC的比较
产肠 毒 素 大 肠 杆 菌 是 引 起 断 奶 仔 猪 腹 泻(PWD)的 重 要 病 因。与 人 源 菌 株 相 似,引 起PWD的ETEC可以表达热敏(LT)和/或热稳定肠毒素(STb)。这些病原菌和人源菌株相同,表达小肠定植的菌毛黏附素。ETEC通常展现出明显的宿主特异性,这可能是因为其独特的黏附素/宿主受体的关系。迄今为止,用猪作为感染模型攻毒人源ETEC菌株引起疾病的尝试鲜有成功。
猪源大肠杆菌便于提供了解和预防人类感染的重要线索。事实上,ETEC的许多开创性发现都源于对猪体感染的研究,ETEC起先也是作为猪的病原而确定,比人类腹泻病因要早。同样,人源ETEC上基于菌毛的疫苗研发,也源于早期为阻止新生猪仔感染而给妊娠母猪接种菌毛疫苗。
有关细菌毒力以及肠毒素的结构和功能的许多重要信息已从猪源ETEC研究中收集到,包括鉴定LT亚基组成以及其对GM1的特异性结合。近期的研究结果认为,利用猪源ETEC分离株,发现致病性细菌可以传播的毒力因子包括外膜释放的囊泡包裹的LT。
通过 培 养 猪 小 肠 上 皮 细 胞 试 验 结 果 表 明,ETEC致病机理要比之前的理论复杂。LT基于毒素的ADP-核糖基化活性的独立过程,首先使宿主小肠细胞性质改变得更适于ETEC的黏附。与之相反,还有一部分的ETEC可以不依赖LT毒素的表达而诱导细胞凋亡,而且这些变化也促进细菌的黏附。由于宿主变化及与ETEC的相互作用的完整过程还未被阐明,ETEC诱导肠细胞凋亡以及促进对细胞黏附的相互作用机制还有待深入研究。这些研究 成 果 可 以 激 发 更 多 的 临 床 调 查,尤 其 是ETEC感染和营养不良之间的相互关系。
7 宿主因素对ETEC感染的影响
许多因素影响着ETEC临床患者摄取足够的营养,包括细菌独特的毒力因子表达,先天和获得性宿主防御,宿主的家族遗传背景。基于宿主因素,分别从ETEC感染或不同的临床表现,从无症状定植感染到严重的乃至威胁生命的腹泻。前期研究表明,O型血的人感染严重的霍乱弧菌更容易增加风险,目前有些研究集中于ABO血型与ETEC感染的关系。与霍乱弧菌感染相反,来自孟加拉国儿童的数据表明,O型血与腹泻之间没有联系。然而,达卡300多名刚出生的儿童研究中表明,与O型血的儿童相比,A或AB血型的儿童有着更高的ETEC腹泻发病率。同样孟加拉国Lewis血型的儿童抗原a阳性 (Lea+Leb-)更 容 易 表 现 有 症 状 的ETEC感染。据推测,红细胞表面糖复合物可在肠上皮细胞表达,其作为受体结合来自一个或多个细菌的黏附素,如CfaB,作为Cfa/I菌毛最主要的亚单位,结合鞘糖脂Lea。与血型抗原相关,对于旅行者腹泻的研究也鉴定出同义单核苷酸多态性存在于人体乳铁蛋白基因,与腹泻疾病风险的提高有关。
随着研究深入,我们将期待找到一些人类基因组的多态性与不同临床ETEC感染形式的关联性,找出特殊的毒力因子与更为严重的疾病形式之间的关系。探究这些联系可以从理论上提供依据,从而加速针对威胁生命的腹泻疾病所设计的疫苗的发展。
8 前景展望
ETEC致病机理的已有研究显示,曾经被认为简单的通过溶细胞作用在小肠释放它们携带毒素的病原菌,其过程复杂。利用最新发现的毒力因子和丰富的ETEC基因组信息,和抗原发现工具的发展,包括泛基因组DNA和蛋白质微阵列技术,针对这些重要的病原菌,研发具有广泛的保护性的疫苗对我们来说既是机遇也是挑战。
