產(chǎn)腸毒素大腸桿菌主要毒力因子介紹

費文濤 張晨飛

摘? 要：腸道是豬消化系統(tǒng)的主要組成部分，同時也是免疫系統(tǒng)的最大組成部分。腸道的功能在于消化食物、吸收營養(yǎng)，同時還負(fù)責(zé)保護(hù)機(jī)體免受毒素和病原的侵襲，所以保持豬尤其是保育豬的腸道健康是保證豬群健康生產(chǎn)的基礎(chǔ)。而腸道致病菌感染引發(fā)的腹瀉對豬的腸道健康是一個巨大的挑戰(zhàn)，同時也是全球養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的巨大挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：大腸桿菌;毒力因子;腸道;豬

中圖分類號：S855 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C 文章編號：1001-0769（2018）12-0016-02

豬尤其是仔豬的腹瀉通常與一種或者幾種大腸桿菌感染有關(guān)，這些致病性大腸桿菌通常包括產(chǎn)腸毒素大腸桿菌（Enterotoxigenic Escherichia coli ，ETEC）、產(chǎn)志賀毒素大腸桿菌、神經(jīng)毒素大腸桿菌、腸致病性大腸桿菌、腸出血性大腸桿菌、腸集聚性大腸桿菌和腸侵襲性大腸桿菌等，其中最為常見的是產(chǎn)腸毒素大腸桿菌，該致病菌通常和新生仔豬腹瀉及斷奶后仔豬腹瀉有關(guān)，是威脅仔豬腸道健康的主要致病菌之一。

大腸桿菌感染腸道時通常包括兩個過程，首先是借助黏附素與小腸絨毛上皮細(xì)胞的受體結(jié)合，定植在小腸絨毛上，這一過程并不直接產(chǎn)生損傷，而后這些致病菌會分泌腸毒素，阻礙腸上皮細(xì)胞的功能，引起腸道分泌增加，降低水分吸收，從而導(dǎo)致腹瀉。整個過程中協(xié)助大腸桿菌感染腸道的黏附素以及導(dǎo)致宿主腸道腹瀉的腸毒素均為大腸桿菌的毒力因子。ETEC最主要的毒力因子包括菌毛黏附素和腸毒素，其功能與宿主受體密切相關(guān)，因此，ETEC通常表現(xiàn)出高度的種屬特異性。

1? 菌毛

大腸桿菌感染機(jī)體后致病的第一步是黏附素與小腸絨毛受體結(jié)合。菌毛是最常見的黏附素，而從腹瀉的斷奶仔豬分離的大腸桿菌中最常見的菌毛是F18和F4。其中，F(xiàn)4菌毛黏附素與仔豬斷奶前腹瀉有關(guān)，而斷奶后腹瀉與F18和F4的組合有關(guān)。

1.1 F18菌毛

菌毛是突出于細(xì)菌表面、細(xì)長的蛋白質(zhì)附屬物，長0.5 μm～1.5 μm。每個細(xì)菌表面通常有100～300根菌毛。菌毛按形態(tài)可分為2類：菌毛和纖絲。菌毛具有剛性結(jié)構(gòu)（直徑7 nm～8 nm），而纖絲相對薄而柔軟，直徑不固定。F18屬于纖毛類菌毛，長? ?1 μm～2 μm，由主要結(jié)構(gòu)蛋白Fed A折疊螺旋形成。F18抗原有兩個變種，F(xiàn)18ab和F18ac，其中a為共同抗原，b和c為特異性抗原。F18ab主要存在于產(chǎn)志賀毒素大腸桿菌和ETEC中，體外表達(dá)很少;而F18ac則主要存在于ETEC中，體外很容易表達(dá)。含有F18的ETEC多產(chǎn)生熱穩(wěn)定腸毒素（Heat-stable Enterotoxin，ST），而較少產(chǎn)生熱敏感腸毒素（Heat-labile enterotoxin，LT）。依據(jù)基因品系的不同，某些品種豬因腸道內(nèi)不含F(xiàn)18受體基因，表現(xiàn)出對F18 ETEC的耐受性，與對F18 ETEC敏感豬相比，感染率從6%～87%不等。

1.2 F4菌毛

F4菌毛形態(tài)多樣，但通常情況下是細(xì)長的絲狀蛋白聚合物，主要由Fae G亞基組成。它有3個抗原異構(gòu)形式：F4ab、F4ac和F4ad，其中a為主要共同抗原，b、c和d為特異性抗原。臨床上以F4ac最為常見，在斷奶后仔豬腹瀉中所占比率可達(dá)96%～98%。F4基因的表達(dá)受環(huán)境因素影響很大，溫度、pH以及培養(yǎng)基等均可以影響到基因的表達(dá)。

1.3? 其他黏附素

其他菌毛黏附素F5、F6、F17和F41通常與保育豬的產(chǎn)腸毒素大腸桿菌腹瀉有關(guān)，但在斷奶的腹瀉仔豬中也能檢測到，并且有可能和F18或F4共同存在。研究表明，在斷奶仔豬腹瀉中F5、F6和F41出現(xiàn)的比例分別為4%、10%和2%，但近年因仔豬斷奶日齡的提早和哺乳時間的縮短，這些黏附素在斷奶仔豬中被檢出的比率越來越高。

2? 腸毒素

腸毒素是由包括ETEC在內(nèi)的大腸桿菌分泌的胞外蛋白或多肽，可以影響腸道上皮細(xì)胞功能，包括熱穩(wěn)定毒素（ST）和熱敏感毒素（LT）兩種，其中LT分子量較大，為88 kDa左右，而ST分子量較小，只有1 kDa～5 kDa。

2.1 LT腸毒素

LT腸毒素由A、B兩種蛋白結(jié)合組成，A是一類酶而B為一類五聚體，兩者經(jīng)非共價鍵結(jié)合形成LT;感染宿主時，A、B亞基起初分泌于胞漿中，并在周質(zhì)間隙中加工成熟成為全毒素，B亞基與宿主細(xì)胞神經(jīng)節(jié)苷脂結(jié)合后，A亞基中的A1片段定位到宿主細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，激活宿主細(xì)胞腺苷酸環(huán)化酶系統(tǒng)，誘導(dǎo)液體和電解質(zhì)的分泌，降低吸收。

2.2 ST腸毒素

ST腸毒素包括STa和STb異構(gòu)體兩種。STa分子量較小，只含有18個氨基酸和3個二硫鍵。該毒素可溶于水和甲醛，并且能夠被蛋白水解酶水解，在沸水中可耐受15 min，任何能夠破壞二硫鍵的消毒劑均能消除該毒素。STb則含有48個氨基酸，4個半胱氨酸殘基和2個二硫鍵，該毒素不溶于甲醛但能被蛋白水解酶水解。STa和STb均和腹瀉有關(guān)，STa主要引起新生仔豬腹瀉，但也可以和其他腸毒素一起引起斷奶豬腹瀉。