腸道致病大腸埃希菌流行病學(xué)和分子機(jī)制的研究進(jìn)展

劉衛(wèi)東 李滿元 許崇波

1.大連大學(xué)醫(yī)學(xué)院，遼寧大連116622；2.遼寧省錦州市緊急醫(yī)療救援中心，遼寧錦州121000；3.遼寧省錦州市婦嬰醫(yī)院，遼寧錦州121000

腸道致病大腸埃希菌流行病學(xué)和分子機(jī)制的研究進(jìn)展

劉衛(wèi)東1,2李滿元1,3許崇波1

1.大連大學(xué)醫(yī)學(xué)院，遼寧大連116622；2.遼寧省錦州市緊急醫(yī)療救援中心，遼寧錦州121000；3.遼寧省錦州市婦嬰醫(yī)院，遼寧錦州121000

腸道大腸埃希菌既是人類正常菌群又是造成全世界發(fā)病和死亡的重要病原體。腸道致病大腸埃希菌傳統(tǒng)上分為6種：腸道致病性大腸埃希菌（EPEC）、腸道出血性大腸埃希菌（EHEC）、腸道侵襲性大腸埃希菌（EIEC）、腸道聚集性大腸埃希菌（EAEC）、腸道產(chǎn)毒素性大腸桿（ETEC）和彌漫黏附大腸埃希菌（DAEC）。本文中提出腸道致病型大腸埃希菌分為8種，還包括2種新的致病型大腸埃希菌——黏附浸潤(rùn)性大腸埃希菌（AIEC）和產(chǎn)志賀毒素的聚集性大腸埃希菌（STEAEC）。在人類宿主細(xì)胞中，通過(guò)檢測(cè)腸道大腸埃希菌移植和研究疾病的分子機(jī)制，發(fā)現(xiàn)腸道致病型大腸埃希菌根據(jù)Ⅲ型分泌系統(tǒng)（T3SS），可分為依賴T3SS致病型（EHEC、EPEC、EIEC）和非依賴T3SS致病型（ETEC、EAEC、STEAEC、DAEC、AIEC）2大類。本文主要介紹了腸道致病大腸埃希菌的流行病學(xué)和分子機(jī)制的研究進(jìn)展。

致病大腸埃希菌；流行病學(xué)；分子機(jī)制；Ⅲ型分泌系統(tǒng)；研究進(jìn)展

大腸埃希菌可引起人類腸道外或腸道內(nèi)細(xì)菌感染，腸道外大腸埃希菌（ExPEC）感染主要是尿道感染（尿道致病性大腸埃希菌，UPEC）、敗血癥和腦膜炎（引起新生兒腦膜炎大腸埃希菌，NMEC）。傳統(tǒng)上腸道內(nèi)致病大腸埃希菌根據(jù)毒力因子和臨床疾病類型分為六大類：腸道致病性大腸埃希菌（EPEC）、腸道出血性大腸埃希菌（EHEC）、腸道侵襲性大腸埃希菌（EIEC）、腸道聚集性大腸埃希菌（EAEC）、腸道產(chǎn)毒素性大腸桿（ETEC）和彌漫黏附大腸埃希菌（DAEC）[1-2]。最近又出現(xiàn)了2個(gè)新的致病型大腸埃希菌：黏附浸潤(rùn)性大腸埃希菌（AIEC）和產(chǎn)志賀毒素的聚集性大腸埃希菌（STEAEC）[3-4]。AIEC與克羅恩?。–D）發(fā)生相關(guān)，但并不導(dǎo)致腹瀉性感染；STEAEC是導(dǎo)致2011年德國(guó)大腸埃希菌疫情發(fā)生的重要病原菌。大腸埃希菌也可以根據(jù)血清型進(jìn)行分類，如大腸埃希菌O157∶H7，O是指菌體抗原，H是指鞭毛抗原。然而由于致病性大腸埃希菌包含多種血清型且某些血清型有時(shí)屬于一個(gè)以上的致病性大腸埃希菌，如O26∶H11，既屬于EPEC，也屬于EHEC，所以大腸埃希菌血清型分類法對(duì)臨床診斷和治療價(jià)值不大[5]。本文主要介紹腸道致病大腸埃希菌的流行病學(xué)和分子機(jī)制的研究進(jìn)展。

1 流行病學(xué)

人類由于食用被致病性大腸埃希菌污染的食品（如未煮熟的肉制品或被污染的新鮮農(nóng)產(chǎn)品等）、被動(dòng)物或人糞尿污染的飲用水以及由于衛(wèi)生條件差直接通過(guò)人體進(jìn)行的細(xì)菌傳播，從而導(dǎo)致大腸埃希菌性感染[6]。在發(fā)展中國(guó)家，ETEC、EPEC和EAEC是嬰幼兒腹瀉的主要病原菌，如果得不到及時(shí)治療，就會(huì)導(dǎo)致嬰幼兒死亡。而在發(fā)達(dá)國(guó)家，這些致病性大腸埃希菌感染比較輕微而且可以控制。近年來(lái)，EHEC、EAEC和STEAEC已成為大腸埃希菌感染的主要類型，這與發(fā)達(dá)國(guó)家的食物中毒事件有著密切的關(guān)系[4-10]。

1.1 ETEC

ETEC是發(fā)展中國(guó)家5歲以下兒童腹瀉的主要病原體，約占腹瀉病例的20%。另外，ETEC也是導(dǎo)致旅游者腹瀉的常見(jiàn)病因，根據(jù)感染高發(fā)區(qū)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，10%～60%游客的細(xì)菌性腹瀉感染是由ETEC引起的。從這些數(shù)字推測(cè)，每年大約有10萬(wàn)名游客腹瀉是由ETEC造成的，同時(shí)ETEC也會(huì)導(dǎo)致新生幼畜的腹瀉[7]。

1.2 EAEC

EAEC已在發(fā)達(dá)和發(fā)展中國(guó)家引起過(guò)散發(fā)或暴發(fā)流行，是發(fā)達(dá)國(guó)家兒童、艾滋病患者等頑固性腹瀉和營(yíng)養(yǎng)不良的重要病因之一，同時(shí)也是旅游者腹瀉的第二大常見(jiàn)病因，且具有地方流行性特點(diǎn)。EAEC沒(méi)有動(dòng)物的宿主，但在人類中一直存在[9]。

1.3 STEAEC

2011年德國(guó)爆發(fā)了大腸埃希菌食源性疾病，其病原體就是EAEC共同體菌株（STEAEC O104∶H4），它是典型腸道出血性大腸埃希菌的表型，最顯著特征是產(chǎn)生志賀毒素（Stx）。感染STEAEC O104∶H4病菌可導(dǎo)致高溶血性尿毒征綜合癥的患者百分比高，852例高溶血性尿毒癥綜合征患者中有32例死亡，而3469例非高溶血性尿毒癥綜合征患者中只有18例死亡。鑒于這種大規(guī)模蔓延的特點(diǎn)與先前爆發(fā)的Stx2陽(yáng)性O(shè)104∶H4病菌有一定不同，故將STEAEC作為一個(gè)新的腸道大腸埃希菌致病型。但在確認(rèn)STEAEC是一個(gè)新的致病型之前，需要進(jìn)行EAEC/EHEC大腸埃希菌混合菌株群體檢測(cè)，才能獲得準(zhǔn)確的結(jié)果[10]。

1.4 DAEC

DAEC是引起兒童腹瀉疾病的另一個(gè)重要病因，與疾病發(fā)生的相關(guān)因素可能在特定年齡段人群（13～24個(gè)月或5～18歲）。如果DAEC被確認(rèn)是一個(gè)明顯的腸道致病大腸埃希菌，還需要進(jìn)一步開(kāi)展流行病學(xué)研究[11]。

1.5 AIEC

AIEC是CD的主要致病因素，AIEC感染可加劇克羅恩病的臨床癥狀。已發(fā)現(xiàn)AIEC菌株與克羅恩病的病變回腸和結(jié)腸相關(guān)聯(lián)，同時(shí)AICE可增加克羅恩病患者的免疫反應(yīng)，這也表明AICE參加克羅恩病的病理變化[12]。

1.6 EHEC

在發(fā)達(dá)國(guó)家的大腸埃希菌流行病學(xué)調(diào)查中，腸道大腸埃希菌感染的數(shù)據(jù)主要是采集EHEC感染的數(shù)據(jù)，即針對(duì)EHEC O157感染的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查。2011年美國(guó)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，每年發(fā)生940萬(wàn)食源性疾病，結(jié)果導(dǎo)致55 961例住院和1351例死亡，其中EHEC O157是導(dǎo)致病死率最高的因素，特別是0～4歲兒童病死率更高[13]。雖然EHEC O157與空腸彎曲菌和沙門(mén)菌的感染率比較，EHEC O157的發(fā)病率較低，但其導(dǎo)致疾病的嚴(yán)重程度和高病死率是最高的，這意味著EHEC O157感染是關(guān)注的主要健康問(wèn)題。

1.7 EPEC

EPEC是大腸埃希菌中第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的致病菌株，起初是引起發(fā)達(dá)國(guó)家人群腸道感染的主要病菌，現(xiàn)在EPEC在發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)病率較低，但仍然是發(fā)展中國(guó)家嬰幼兒腹瀉的一個(gè)重要病原菌。最近的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，EPEC性腹瀉占嬰幼兒腹瀉患病率的6%～54%，但是人腸道內(nèi)EPEC攜帶率比較高，其導(dǎo)致疾病發(fā)生的概率還是難以估計(jì)的。另外非典型的EPEC（即缺少編碼BFP的EAF質(zhì)粒）有可能引起持續(xù)腹瀉的發(fā)生[14]。

1.8 EIEC

EIEC和志賀菌具有相似的致病機(jī)制和臨床癥狀，只有通過(guò)生化鑒定才能加以區(qū)分。雖然EIEC和志賀菌獨(dú)立進(jìn)化，卻具有許多共同的特點(diǎn)，故認(rèn)為EIEC可能僅僅是大腸埃希菌和志賀菌之間的一個(gè)中間體[15]。

2 致病的分子機(jī)制

Ⅲ型分泌系統(tǒng)（T3SS）是大腸埃希菌的主要致病因素，但不是唯一的致病因素。腸道致病大腸埃希菌根據(jù)Ⅲ型分泌系統(tǒng)，分為依賴T3SS致病型（EHEC、EPEC、EIEC）和非依賴T3SS致病型（ETEC、EAEC、STEAEC、DAEC和AIEC）。依賴T3SS致病型腸道大腸埃希菌通過(guò)易位細(xì)菌蛋白直接進(jìn)入真核宿主細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)致疾病發(fā)生。非依賴T3SS致病型腸道大腸埃希菌的致病過(guò)程比較簡(jiǎn)單，主要是通過(guò)分泌的細(xì)菌毒素，進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)致疾病發(fā)生[16]。

2.1 非依賴T3SS致病型大腸埃希菌的分子作用機(jī)制

2.1.1 ETEC目前，ETEC中已經(jīng)確定的蛋白定居因子（CF）至少有25種，它們主要起調(diào)節(jié)黏附上皮細(xì)胞的作用。30%～50%的ETEC菌株沒(méi)有明顯的CF型碳纖維表型特點(diǎn)，但是新發(fā)現(xiàn)的CF編碼基因正陸續(xù)地被確認(rèn)下來(lái)。另外膜蛋白TIA和糖基化的自轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白TIBA，它們的主要作用是調(diào)解體內(nèi)細(xì)胞附著和誘導(dǎo)大腸埃希菌侵襲上皮細(xì)胞[17]。ETEC的主要病理物質(zhì)基礎(chǔ)是分泌的耐熱腸毒素（ST）和（或）不耐熱腸毒素（LT）。ST模擬腸道激素鳥(niǎo)苷，結(jié)合刷狀緣受體并激活鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶C（GC-C），從而使細(xì)胞內(nèi)環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷（cGMP）增加，引起腹瀉[18]。LT由A亞單位和B亞單位組成，腸上皮細(xì)胞GM1神經(jīng)節(jié)苷脂和糖蛋白是LTB亞單位受體。當(dāng)在LTB亞單位結(jié)合到腸上皮細(xì)胞后，A亞單位以同樣方式進(jìn)入細(xì)胞中。A亞單位在蛋白裂解活化后，通過(guò)催化NAD依賴ADP核糖基化Gs調(diào)節(jié)蛋白，腺苷酸環(huán)化酶（AC）復(fù)合物刺激AC，在腸上皮細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)致不可逆的AC活性，致使cAMP蓄積。細(xì)胞內(nèi)這種環(huán)核苷被激活，引起隱窩細(xì)胞過(guò)量分泌和絨毛頂部細(xì)胞吸收降低，結(jié)果導(dǎo)致Cl-、Na+、HCO3-和水在小腸內(nèi)分泌增加，過(guò)量的分泌導(dǎo)致脫水、代謝性酸中毒等，從而引起死亡[19]。

2.1.2 EAEC EAEC致病機(jī)制相對(duì)復(fù)雜，且不同基因型的菌株多態(tài)性非常大，其致病過(guò)程主要包括三個(gè)階段：①EAEC依靠集聚黏附菌毛（AAFs）和其他黏附因子黏附于腸黏膜；②在EAEC作用下，腸道細(xì)胞分泌黏液，細(xì)菌在腸上皮細(xì)胞表面形成生物膜；③EAEC釋放毒素，引起腸道分泌炎性因子，產(chǎn)生黏膜毒性和炎性反應(yīng)。EAEC毒力因子和相關(guān)黏附因子研究比較多的是具有調(diào)節(jié)作用的AggR（masterregulator）和AAFs。AggR調(diào)控著pAA質(zhì)粒和染色體上多種毒力基因的表達(dá)，流行病學(xué)研究表明，AggR基因的攜帶率與EAEC感染腹瀉病人IL-8和IL-1濃度呈明顯正相關(guān)[20]。AAFs是EAEC表面上的一種聚集性黏附菌毛，介導(dǎo)EAEC對(duì)Hep-2細(xì)胞和腸黏膜的黏附。此外，EAEC菌株還產(chǎn)生大量基因多樣性的致病因子，包括耐熱凝集素（HRA）、親水性分泌蛋白Tia、耐熱腸毒素1（EAST1）、志賀腸毒素1（ShET1）、彌散素蛋白Dispersin、自主轉(zhuǎn)移因子Pic和Pet等毒力因子，其中耐熱凝集素（HRA）和親水性分泌蛋白Tia通過(guò)非共價(jià)連接到細(xì)菌細(xì)胞表面，侵害機(jī)體細(xì)胞。

2.1.3 STEAEC 2011年德國(guó)暴發(fā)了大腸埃希菌（STEAEC O104∶H4）疫情，該疫情與大腸埃希菌（EAEC 55989）的疫情極為相似。這種STEAEC突變菌株在染色體上攜帶Pic基因，類似pAA毒素質(zhì)粒編碼的AAF、AggR、Pet、SHET1和Dispersin。此外，STEAEC O104∶H4菌株還產(chǎn)生EHEC特征性志賀毒素（Stx），該突變菌株也獲得IRGA同源黏附素（IHA）和碲酸電阻集群，這是常見(jiàn)的EHEC的特征。STEAEC菌株沒(méi)有發(fā)現(xiàn)新的毒力因子，但是其毒力來(lái)自于兩個(gè)已知致病毒力因子的結(jié)合。STEAEC引起的高發(fā)病率和病死率與菌株的毒力相關(guān)，表明STEAEC比EHEC有更強(qiáng)的黏附力，使更多Stx被遷移，從而產(chǎn)生病理變化[21]。

2.1.4 DAEC DAEC菌株有一種叫作F1845的菌毛，屬于Dr族黏附因子，其受體是一種糖化磷脂酰肌醇（DFA），在正常情況下保護(hù)細(xì)胞免受補(bǔ)體系統(tǒng)造成的損傷。DAEC與受體結(jié)合后，激活MAPK和PI-3K等信號(hào)傳導(dǎo)介質(zhì)，刺激腸合成腫瘤壞死因子和白細(xì)胞介素-1β并上調(diào)DAF，加強(qiáng)細(xì)菌黏附。DAEC與循環(huán)中性粒細(xì)胞相互作用，誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞作用后發(fā)生凋亡，減弱DAEC的吞噬能力，延長(zhǎng)腸內(nèi)細(xì)菌存活率，誘導(dǎo)緊密連接蛋白ZO-1和ZO-3重新排列，增加細(xì)胞間通透性，導(dǎo)致細(xì)胞分離與蛋白酶獨(dú)立，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[22]。

2.1.5 AIEC AIEC感染的第一步是通過(guò)Ⅰ型菌毛移植腸道上皮，異常結(jié)合在CEACAM6受體上。這種受體在回腸黏膜的克羅恩病（CD）患者身上過(guò)度表達(dá)，同時(shí)AIEC可以利用M細(xì)胞的特性交叉屏障腸道。AIEC分泌的外膜囊泡（OMVS）是AIEC入侵腸上皮細(xì)胞必需的，分泌外膜囊泡包含外膜蛋白A（OMPA）與ER-應(yīng)激反應(yīng)蛋白GP96相互作用，其方式可能是通過(guò)釋放效應(yīng)蛋白到宿主細(xì)胞，完成AIEC的入侵。AIEC能夠在被感染的巨噬細(xì)胞固有層里的吞噬溶酶體中存活和復(fù)制，導(dǎo)致腫瘤壞死因子分泌增加而引起的炎癥，這些都與克羅恩病有關(guān)[23]。除外膜蛋白A通過(guò)這種機(jī)制釋放OMVS外，其他效應(yīng)蛋白的作用機(jī)制并不清楚，還有AIEC入侵到上皮細(xì)胞需要肌動(dòng)蛋白和微管參與的分子機(jī)制也不清楚。

2.2 依賴T3SS致病型大腸埃希菌的分子作用機(jī)制

在致病大腸埃希菌感染期間，依賴T3SS致病型的EHEC和EPEC主要存在細(xì)胞外，而EIEC存在于細(xì)胞內(nèi)。盡管EPEC/EHEC和EIEC/志賀桿菌的生存方式和T3SS的起源不同（分別源于毒力島編碼基因和PINV編碼基因），但共享許多T3SS的異位蛋白質(zhì)（如EspG等），從而表現(xiàn)出相似的感染方式。

2.2.1 EPEC EPEC染色體上有一個(gè)35 kb的LEE毒力島，主要調(diào)控黏附－抹平（A/E）病變效應(yīng)，即表現(xiàn)為EPEC緊密黏附在腸上皮黏膜，引起上皮細(xì)胞肌動(dòng)蛋白聚合，造成腸黏膜絨毛被破壞，在菌體黏附處形成杯座樣結(jié)構(gòu)。同時(shí)編碼致密素，即介導(dǎo)EPEC與腸上皮細(xì)胞緊密黏附，刺激黏膜免疫和黏膜腺窩的增生。此外，LEE毒力島編碼T3SS及其相關(guān)效應(yīng)因子如Tir、Map蛋白、EspG和EspH等。Tir是致密素轉(zhuǎn)移受體，能插入到宿主細(xì)胞膜上，并具有信號(hào)傳導(dǎo)的功能。EPEC的致病過(guò)程較復(fù)雜，首先，EPEC通過(guò)黏附因子黏附并定居在腸上皮細(xì)胞上；接著，激活T3SS，分泌Tir等效應(yīng)因子，并將其轉(zhuǎn)移至宿主細(xì)胞；最后通過(guò)下面機(jī)制引起腹瀉：①致密素和Tir相互作用，造成腸黏膜的A/E病變效應(yīng)；②激活蛋白激酶C（PKC）、肌凝蛋白輕鏈激酶和有比分裂原活化蛋白酶等，引起細(xì)胞通透性增加等一系列細(xì)胞反應(yīng)；③激活核因子κB，誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-8，引起炎癥反應(yīng)；④通過(guò)活化受體，增加腸上皮細(xì)胞對(duì)神經(jīng)肽的反應(yīng)，進(jìn)而引起腸上皮細(xì)胞分泌增加，引起腹瀉。

2.2.2 EHEC EHEC O157∶H7是由致病性大腸埃希菌O55∶H7演變而來(lái)，其主要致病因子是Stx，又稱vero毒素（VT），它能使vero細(xì)胞產(chǎn)生病變，甚至死亡。Stx有1個(gè)A亞單位和5個(gè)B亞單位，其中A亞單位是毒力單位，B亞單位是受體結(jié)合單位，能與靶細(xì)胞表面的糖脂受體Gb3結(jié)合。Stx在腸道內(nèi)產(chǎn)生，通過(guò)血液進(jìn)入腎臟，與含有豐富Gb3受體的腎內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)合，通過(guò)毒性直接作用及誘導(dǎo)產(chǎn)生細(xì)胞因子和化學(xué)因子，導(dǎo)致出血性腹瀉、出血性結(jié)腸炎、黏膜壞死甚至腸穿孔。此外，EHEC也有LEE毒力島，編碼T3SS及其相關(guān)效應(yīng)因子，且與EPEC有高度同源性，可導(dǎo)致更加嚴(yán)重的疾病以及并發(fā)癥[25]。

2.2.3 EIEC EIEC可引起侵襲性結(jié)腸炎，偶爾也能引起痢疾，但主要引起水樣腹瀉。EIEC黏附到黏膜，入侵上皮細(xì)胞并在細(xì)胞內(nèi)增殖，溶解細(xì)胞內(nèi)空泡，并通過(guò)在細(xì)胞漿中的運(yùn)動(dòng)，感染鄰近細(xì)胞。EIEC還能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，其調(diào)控基因位于EIEC的質(zhì)粒上。該質(zhì)粒編碼T3SS和外膜蛋白IcsA，外膜蛋白IcsA能誘導(dǎo)EIEC一端的肌動(dòng)蛋白聚集成核，進(jìn)一步加劇在細(xì)胞漿內(nèi)運(yùn)動(dòng)，形成細(xì)胞突出，最后被相鄰的細(xì)胞吞噬。EIEC編碼的T3SS可產(chǎn)生多種蛋白，如IpaA、IpaB、IpaC和IpaD等，主要介導(dǎo)上皮細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、改變細(xì)胞結(jié)構(gòu)、溶解細(xì)胞內(nèi)空泡等作用。T3SS分泌裝置能使帶有微孔結(jié)構(gòu)的IpaB和IpaC插入到宿主細(xì)胞，使細(xì)胞形成微孔，并能與巨噬細(xì)胞capase-1結(jié)合，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和IL-1釋放[26]。

3 T3SS感染機(jī)制

EPEC根據(jù)是否存在編碼菌毛抗原BFP的黏附因子質(zhì)粒，將EPEC菌株分為典型菌株和非典型菌株。通過(guò)細(xì)菌與細(xì)菌之間相互作用和局部黏附的捆綁模式發(fā)現(xiàn)，BFP具有黏附作用[27]。

EHEC已經(jīng)確定出許多非菌毛附著體，據(jù)報(bào)道EHEC O157型菌株中，主要的外部細(xì)胞膜蛋白質(zhì)OMPA與人工培養(yǎng)的腸細(xì)胞能夠相互作用。此外，在一些EPEC和EHEC菌株中發(fā)現(xiàn)了越來(lái)越多的黏附素，主要包括STEC病原菌的自轉(zhuǎn)運(yùn)黏附素、鼠類檸檬酸桿菌免疫球蛋白和EHAA等[27]。

EHEC產(chǎn)生Stx，分別是Stx1和Stx2，在人類感染中Stx2更為普遍。Stx是AB毒素，其中的副族B是調(diào)節(jié)醣脂類酰基鞘鞍醇三己糖的粘合，副族B引發(fā)了細(xì)胞內(nèi)吞作用和血漿薄膜的凹入。在Stx敏感細(xì)胞中，Stx留下了細(xì)胞內(nèi)吞的途徑，并且通過(guò)倒退運(yùn)輸，游行于高爾基體和ER中，催化反應(yīng)的副族A被改變位置到細(xì)胞星體，到達(dá)靶目標(biāo)，粘住了核糖體28S rRNA中的腺嘌呤殘?jiān)?，從而抑制蛋白質(zhì)合成，最后導(dǎo)致細(xì)胞死亡。在抵抗Stx細(xì)胞中（如單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞），Stx不會(huì)留下細(xì)胞內(nèi)吞路徑，但是會(huì)被溶酶體降解，在這些細(xì)胞中Stx通過(guò)刺激絲裂原激活的蛋白激酶的路徑，產(chǎn)生IL-6和腫瘤壞死因子，這些因子在血管內(nèi)中反過(guò)來(lái)刺激并增加Gb3，Stx一旦被釋放到腸腔，它就會(huì)通過(guò)腸上皮細(xì)胞被移入下層組織和血液中，然后直接刺激細(xì)胞Gb3，特別是在腎臟、腸道和大腦發(fā)現(xiàn)了高濃度的Gb3細(xì)胞和微血管內(nèi)皮細(xì)胞，臨床上表現(xiàn)為溶血尿毒綜合征，研究表明Stx引起細(xì)胞死亡[28]。

4 T3SS的傳遞效應(yīng)

普通的T3SS由胞質(zhì)APT酶、外部和內(nèi)部的薄膜環(huán)、細(xì)胞周質(zhì)干狀物和細(xì)胞外蛋白質(zhì)組成。EHEC和EPEC的T3SS還有260 nm針狀物單纖維，這些單纖維是通過(guò)副族ESPA的聚合作用形成的，并且這些單纖維在轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ESPB和ESPD產(chǎn)生之前，對(duì)宿主細(xì)胞起黏著作用，在宿主細(xì)胞薄膜形成轉(zhuǎn)運(yùn)孔。EHEC和EPEC通過(guò)T3SS將大量的效應(yīng)蛋白分泌到真核細(xì)胞質(zhì)中[29]。EHEC和EPEC在感染時(shí)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞的凋亡，為了使受體存在感染性的微環(huán)境，需要通過(guò)平衡促細(xì)胞凋亡和抗細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)，才能引發(fā)細(xì)胞凋亡。在EHEC和EPEC中，2個(gè)T3SS分泌系統(tǒng)效應(yīng)物ESPF和周期抑制因子（CIF）被認(rèn)為是細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)物。ESPF主要是通過(guò)定位N端線粒體順序和干擾線粒體膜表面電位來(lái)定位線粒體。ESPF能夠引發(fā)細(xì)胞色素C釋放、細(xì)胞凋亡蛋白酶9和細(xì)胞凋亡蛋白酶3分裂，周期抑制因子（CIF）通過(guò)阻止G1/S和G2/M的轉(zhuǎn)換來(lái)改變真核細(xì)胞周期，最后導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。這些促細(xì)胞凋亡效應(yīng)分子的機(jī)制由抗細(xì)胞凋亡效應(yīng)物如NLEH和NLED的易位來(lái)平衡。NLEH通過(guò)與抗細(xì)胞凋亡蛋白BAX抑制劑1（BI-1）的相互作用來(lái)抑制內(nèi)在細(xì)胞凋亡途徑，然而NLED控制Jun激酶的活化性來(lái)抑制下游轉(zhuǎn)錄因子AP-1從而來(lái)活化一些細(xì)胞凋亡蛋白，以平衡細(xì)胞凋亡和細(xì)胞存活[30]。

腸道大腸埃希菌是引起人類腸道疾病的一類重要病原菌，但人們?nèi)匀徊皇鞘智宄鞣N類型大腸埃希菌病變型的致病機(jī)制，因此對(duì)于大腸埃希菌致病的分子機(jī)制研究更富有挑戰(zhàn)性，如最新研究發(fā)現(xiàn)的新型致病大腸埃希菌STEAEC。STEAEC的出現(xiàn)可能是由于選擇性壓力，導(dǎo)致人類行為的改變，再到環(huán)境的改變，最后允許這些菌株在人體內(nèi)存活。由于細(xì)菌生長(zhǎng)快速，更加容易了解新型細(xì)菌的各種特征，這就迫使科研工作者和臨床醫(yī)生必須開(kāi)展深入的研究工作，闡述大腸埃希菌和其他細(xì)菌在受體、微生物群和病原體之間的相互作用機(jī)制，預(yù)測(cè)和防止大腸埃希菌可能發(fā)生的下次基因突變，才能不斷地更新治療方法和預(yù)防方法，避免疾病的發(fā)生。

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Research progress on epidemiology molecular mechanisms of the intestinal pathogenic Escherichia coli

LIU Weidong1,2LI Manyuan1,3XU Chongbo1
1.College of Medicine,Dalian University,Liaoning Province,Dalian116622,China;2.Jinzhou Emergency Medical Rescue Center,Liaoning Province,Jinzhou121000,China;3.Jinzhou Women and Children's Hospital,Liaoning Province, Jinzhou121000,China

The intestinal pathogenic Escherichia coli(E.coli)is a human normal flora and an important pathogen which causes morbidity and mortality of human all over the world.The intestinal pathogenic E.coli is traditionally divided into six types,including EPEC,EHEC,EIEC,EAEC,ETEC and DAEC.In this review,the intestinal pathogenic E.coli is divided into eight types,also including two kinds of new pathogenic E.coli--AIEC and STEAEC.In the human host cell,we tested the intestinal transplantation of E.coli and leaded to the molecular mechanism of disease, found that the intestinal pathogenic E.coli independingⅢtype of secretion system(T3SS)is divided into two types, including depending T3SS type(EHEC,EPEC and EIEC)and independing T3SS type(ETEC,EAEC,STEAEC, DAEC and AIEC).This article introduces research progress on epidemiology and molecular mechanism of the intestinal pathogenic E.coli.

Pathogenic Escherichia coli;Epidemiology;Molecular mechanism;Ⅲtype of secretion system;Research progress

R378.21

A

1673-7210（2014）04（c）-0161-05

2013-11-20本文編輯：張瑜杰）

劉衛(wèi)東（1970-），男，碩士研究生；研究方向：病原生物分子生物學(xué)。

許崇波（1968-），男，博士，教授，碩士生導(dǎo)師；研究方向：病原生物分子生物學(xué)。