淺述細(xì)菌細(xì)胞壁對細(xì)胞功能的影響

1、淺述細(xì)菌細(xì)胞壁對細(xì)胞功能的影響張穎2009級動物科學(xué)類丁穎班【摘 要】細(xì)胞壁是包圍在細(xì)菌最外層的固體物質(zhì)，它不是維持 細(xì)胞生命所必需的，但細(xì)菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的完整性對于維持細(xì)胞正常生 理功能有著重要作用。細(xì)菌L型是細(xì)菌細(xì)胞壁部分缺損或完全喪失而 形成的細(xì)菌，具有一定的致病性，且免疫性也發(fā)生變化，導(dǎo)致細(xì)胞功 能的改變。細(xì)胞壁缺陷細(xì)菌可能發(fā)生包括形態(tài)、培養(yǎng)特性、代謝活性、 抗原性、致病性及藥物敏感性等與其親代細(xì)菌性不同的多種形狀的改 變?！娟P(guān)鍵詞】細(xì)胞壁細(xì)菌L型抗原性致病性敏感性免疫功能細(xì)胞壁是細(xì)菌最外層結(jié)構(gòu)，堅韌而具彈性，承擔(dān)著保持細(xì)菌形態(tài) 的作用。其化學(xué)組成因細(xì)菌種類不同而有差別，但都具有粘肽層。

2、細(xì) 菌L型是細(xì)菌細(xì)胞壁缺陷型，是細(xì)菌的重要形態(tài)變異，也可能是細(xì)菌 抵抗不良環(huán)境的一種方式。其具有一定的耐藥性，并保持一定的毒力。 細(xì)胞壁在醫(yī)學(xué)上有重要作用，如機體對細(xì)菌的反應(yīng)主要是對細(xì)胞壁的 毒性或抗原性而發(fā)生的。本文就白色念球菌等細(xì)菌細(xì)胞壁的抗原性、 致病性、對藥物的敏感性及與紅細(xì)胞免疫功能改變的相關(guān)性的研究進 展綜述如下。1、白色念球菌的細(xì)胞壁甘露糖蛋白65的抗原性1.1白色念球菌的細(xì)胞壁甘露糖蛋白的生物學(xué)性質(zhì)白色念球菌(Candida albi cans)是常見的條件致病菌，在一定條件 下(如機體抵抗力下降時)可引起陰道念珠菌炎，該病是育齡婦女中 發(fā)病率較高的一種感染性疾病，3/4的女性

3、在一生中至少有一次外陰陰 道念珠菌炎的經(jīng)歷，其中5%10%不止一次發(fā)病1。白色念球菌細(xì)胞 壁由B-葡聚糖、甘露糖蛋白和少量的殼多糖(幾丁質(zhì))組成，而細(xì)胞 壁的甘露糖蛋白是白色念球菌的主要抗原成分。白色念球菌致病的首 要條件就是黏附性，主要是通過細(xì)胞壁上的甘露糖蛋白與宿主細(xì)胞表 面的受體分子相互作用而實現(xiàn)的。細(xì)胞壁上的甘露糖蛋白是介導(dǎo)黏附 的完整的復(fù)合體，在細(xì)菌的致病性方面具有重要作用，成為其侵襲宿 主組織的第一步，其中甘露糖和蛋白質(zhì)在黏附過程中起同等重要作用， 缺一不可。CaMp65是細(xì)胞壁主要糖蛋白片段(MP-F2)中一個分子量為 65kDa的甘露糖蛋白，它決定了白色念珠菌細(xì)胞壁的黏附性。1

4、.2免疫原性白色念球菌作為人體正常的菌群，是常見的條件致病菌，近年來 由于廣譜抗生素、抗腫瘤藥物、免疫抑制劑等的廣泛使用，以及由人 類免疫缺陷病毒的感染所致免疫功能受損患者的增多，使白色念球菌 引起的感染也日益增多。在免疫抑制患者中，念珠菌感染列居第一位， 成為主要致病菌。近年來對白色念球菌細(xì)胞壁甘露糖蛋白的抗原性的研究較多。Cassone及其研究人員24長期研究白色念球菌的甘露糖 蛋白，發(fā)現(xiàn)其與宿主的保護反應(yīng)相關(guān)聯(lián)。他們分離出Mp-F2的多個甘 露糖蛋白，分子量從200Da31.5kDa，但是，研究發(fā)現(xiàn)只有一種分子 量為65Da （即CaMp65）的糖蛋白能夠特異性地引起外周血單核細(xì)胞的 增

5、生反應(yīng)o Mp-F2和Mp-65導(dǎo)致的外周血單核細(xì)胞的增生反應(yīng)可被特異 性抗體阻斷，這些研究可有力證明CaMp65是免疫反應(yīng)的主要靶抗原5, 6。侯曉紅7等用Mp-F2免疫動物實驗發(fā)現(xiàn)Mp-65是最容易被脾細(xì)胞 識別的組織成分，而且是體內(nèi)最強烈的導(dǎo)致遲發(fā)型超敏反應(yīng)的刺激物， 毫微克純化的Mp-65可導(dǎo)致外周血產(chǎn)生T細(xì)胞的增生反應(yīng)。最近編碼 Mp-65蛋白的基因已被克隆，由其編碼的重組蛋白rCaMp65也被合成。 在啟動子的誘導(dǎo)下，大腸桿菌可以合成帶有6個組氨酸的rCaMp65,其 分子量為47kDa，可識別由針對CaMp65的單克隆抗體，通過對10個隨 機選擇的志愿者的研究，發(fā)現(xiàn)ScMP65在

6、導(dǎo)致外周血單核細(xì)胞增生反應(yīng) 方面基本上是無刺激性的，而rCaMp65與天然的CaMp65都可以導(dǎo)致外 周血單核細(xì)胞的增生，其作用是等同的。另外，針對白色念球菌的甘 露糖蛋白片段可產(chǎn)生CD4+T細(xì)胞的克隆。T細(xì)胞克隆均是針對rCaMp65 和CaMp65而非ScMP65。以上研究均證實白色念球菌細(xì)胞壁的rCaMp65 具有抗原性，是T細(xì)胞免疫中的主要靶抗原。該研究結(jié)果對我們開展 白色念球菌疫苗的研制提供便捷。2、細(xì)胞壁缺陷肺炎鏈球菌對抗生素敏感性降低肺炎鏈球菌是人類常見的呼吸道感染病原菌,可引起大葉性肺炎、支氣管炎中耳炎、菌血癥、腦膜炎等疾病8。肺炎鏈球菌在發(fā)展中國 家引起感染的情況及其所產(chǎn)生的

7、危害尤為嚴(yán)重，每年可造成約500萬 例5歲以下兒童死于肺炎以及1050萬例兒童死于腦膜炎9。青霉 素等日-內(nèi)酰胺類抗生素是治療肺炎鏈球菌感染的最常用的藥物，但在 治療的同時也可誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生細(xì)胞壁缺陷變異成為L型細(xì)菌。肺炎鏈 球菌形成L型后，對青霉素等作用于細(xì)胞壁的抗生素敏感性降低，可 成為宿主體內(nèi)潛在的病原體或?qū)е录膊〉穆赃^程10。因此，在對 肺炎鏈球菌引起的感染時，也應(yīng)重視肺炎鏈球菌形成L型的誤診或漏 診問題。王和11等用青霉素誘導(dǎo)肺炎鏈球菌形成L型，分離穩(wěn)定L 型純培養(yǎng)物，提取L型染色體DNA，用肺炎鏈球菌pbp2b序列特異性引 物進行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)并檢測擴增產(chǎn)物的核苷酸序列，

8、測得序 列與GenBank公布的肺炎鏈球菌R6菌株種特異性pbp2b (628bp)序列 比對，結(jié)果肺炎鏈球菌穩(wěn)定L型PCR擴增產(chǎn)物的核苷酸序列與肺炎鏈 球菌R6菌株特異性pbp2b (628bp)序列具有99.1%的同源性。說明細(xì) 胞壁缺陷肺炎鏈球菌保留了與肺炎鏈球菌肺炎鏈球菌R6菌株高度同源 的特異性pbp2b基因片段，檢測該片段可用于肺炎鏈球菌穩(wěn)定L型的 鑒定，減少或避免誤診、漏診的發(fā)生。3、細(xì)胞壁缺陷對致病性的影響3.1細(xì)胞壁缺陷白喉棒狀桿菌致病力明顯減低或喪失白喉棒狀桿菌是引起白喉病的病原體，白喉外毒素是白喉棒狀桿 菌的主要致病因素。王和等12、13研究了白喉棒狀桿菌L型的形態(tài)、 染

9、色性、生化反應(yīng)、表面抗原結(jié)構(gòu)、藥物敏感性等，發(fā)現(xiàn)白喉棒狀桿 菌L型的染色性、代謝抗原性等均發(fā)生了一定程度的改變。將白喉棒 狀桿菌L型注射動物觀察1周，動物局部全身未見異常表現(xiàn)。翁心華 等14認(rèn)為，白喉棒狀桿菌L型失去了所攜帶的前噬菌體，以致喪失 了產(chǎn)生毒素的能力。但也有一些研究者獲得了與之不同的結(jié)果。例如 Kanei等15認(rèn)為，產(chǎn)毒的白喉棒狀桿菌L型仍然保留了溶原性和產(chǎn)毒 素性。易旭16等采用氨芐青霉素在非高滲培養(yǎng)基內(nèi)誘導(dǎo)并獲得產(chǎn)毒 性白喉棒狀桿菌穩(wěn)定L型純培養(yǎng)物。收集白喉棒狀桿菌穩(wěn)定L型純培 養(yǎng)物及其代謝產(chǎn)物，將收集的高于細(xì)菌型10000倍濃度的白喉棒狀桿 菌穩(wěn)定L型純培養(yǎng)物及其代謝產(chǎn)物皮內(nèi)

10、注射家兔，觀察局部注射部位 皮膚或全身的病理改變。分別采用對流免疫電泳（CIEP）和SDS-不連 續(xù)聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS）檢測白喉棒狀桿菌穩(wěn)定L型可溶性 代謝產(chǎn)物中的白喉毒素蛋白質(zhì)。結(jié)果顯示，白喉棒狀桿菌穩(wěn)定L型不 能引起動物局部或全身發(fā)生異常表現(xiàn)，在其可溶性代謝產(chǎn)物中并未檢 測到白喉毒素蛋白質(zhì)。該結(jié)果進一步提示，白喉棒狀桿菌細(xì)胞壁缺陷 變異可影響毒素蛋白質(zhì)的產(chǎn)生，從而造成其致病性的減弱或喪失。3.2結(jié)核分枝桿菌L型致病性大為減弱結(jié)核菌與其他細(xì)菌不同，其細(xì)胞壁含有大量脂質(zhì)成分，約占細(xì)胞 壁干量的60%，其中50%為分枝菌酸。結(jié)核菌侵入機體后可因治療用藥 （如異煙肼）干擾分枝菌酸的合成和機

11、體免疫因素（如吞噬細(xì)胞）使 細(xì)胞壁產(chǎn)生不同程度的缺損，特別是脂質(zhì)的缺損，可導(dǎo)致染色特性、 致病性與免疫的改變。結(jié)核菌L型由于細(xì)胞壁中的脂質(zhì)成分的缺損， 感染后不能刺激機體產(chǎn)生遲發(fā)型超敏反應(yīng)17。馬筱玲18等用結(jié)核 菌L型感染豚鼠，OT實驗始終陰性，發(fā)病時間延長，引起的病理變化 主要表現(xiàn)為組織的間質(zhì)性炎癥，有干酪樣壞死而無典型的結(jié)核結(jié)節(jié)形 成，說明結(jié)核菌L型的致病性大大減弱，在診斷上容易造成誤診和漏 診。4、分枝桿菌L型感染與肺癌患者紅細(xì)胞免疫功能改變的相關(guān)性“紅細(xì)胞免疫系統(tǒng)” 19新概念提出來以后，人們已經(jīng)認(rèn)識到腫 瘤的發(fā)生發(fā)展與機體紅細(xì)胞免疫功能密切相關(guān)。在肺癌紅細(xì)胞免疫學(xué) 的研究中，已發(fā)現(xiàn)

12、患者紅細(xì)胞免疫功能低下，紅細(xì)胞CRI數(shù)量因多態(tài) 性存在缺陷20。由于臨床和實驗研究均發(fā)現(xiàn)結(jié)核桿菌L型感染與肺 癌密切相關(guān)21，因此研究肺癌紅細(xì)胞免疫功能改變是否與結(jié)核桿菌L 型有關(guān)，具有一定的基礎(chǔ)和臨床意義。朱明利22等用溶血離心培養(yǎng) 法和滴片法檢測血液中的分枝桿菌L型，常規(guī)方法測定紅細(xì)胞沉降率 （ESR）、紅細(xì)胞C3b受體花環(huán)率（C3bRR）、免疫復(fù)合物花環(huán)率（ICRR）、 血清紅細(xì)胞C3b受體花環(huán)促進率（RFER）和抑制率（RFIR）。結(jié)果，TBL （+）與TBL（-）肺癌患者相比，C3bRR和ICRR兩項指標(biāo)都顯著降低。 TBL（ +）肺癌患者與TBL（-）肺癌患者相比，ESR增快更明顯

13、。TBL（-） 較TBL（ +）之RFER值的降低更為明顯。RFIR差異未見顯著性。他們 認(rèn)為，由于紅細(xì)胞粘附了大量TBL，而TBL仍能產(chǎn)生索狀因子，具有一 定毒性，可損害C3b受體活性；而結(jié)核桿菌L型的感染可能影響紅細(xì) 胞CR1的活性表達。得出結(jié)論:分枝桿菌L型血行感染影響肺癌患者血沉和紅細(xì)胞免疫功能改變。結(jié) 論：細(xì)菌細(xì)胞壁雖不是機體生命所必需，但其結(jié)構(gòu)或組成成 分的改變都會影響細(xì)菌細(xì)胞功能上的改變。我們可以利用發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞 壁上的抗原蛋白作為我們發(fā)展該細(xì)菌疫苗的基礎(chǔ)；可以通過培養(yǎng)細(xì)菌 穩(wěn)定L型減弱細(xì)菌的致病性，或者從新的途徑檢測出細(xì)菌L型以避免 誤診漏診等。細(xì)菌細(xì)胞壁的抗原性、致病性、對藥物

14、的敏感性及與其 它相關(guān)性質(zhì)等待研究者們更深入研究的發(fā)現(xiàn)。參考文獻：1 Sapiriti AM , Gomez D , Levcdle S , et al . Vaginal candidiasis : etiology and sensitivity profile to antifungal agents in clinical use J . Rev Argent Microbiol,2001,33 (4) : 217222 Ausiello CM,Urbani F,Gessani S,et al . Cytokine gene expression in human peripheral

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18、forms of Candida albicans J . J Med Vet Mycol ,1994,32:447459侯曉紅，呂杰強，張麗芳，白色念球菌細(xì)胞壁甘露糖蛋白65生物學(xué)性質(zhì)及其 抗原性的研究進展.現(xiàn)代實用醫(yī)學(xué).2004，16（6）： 372374陸德源.醫(yī)學(xué)微生物學(xué)【M】.北京：人民衛(wèi)生出版社，2001:11-16,105108.Volanakis J E . Human C-reative protein:expression , structure and function J . Mol Immunol ,2001,38（2-3）:189197.陳建麗，王和，陳崢宏.肺炎鏈球菌穩(wěn)定L型exoA基因的檢測J.貴州醫(yī)藥， 2003,27（3）： 217218.基廷娜，王和，陳崢宏，細(xì)胞壁缺陷肺炎鏈球菌青霉素結(jié)合蛋白2b基因片段 的檢測.江蘇醫(yī)藥，2010,36（5）552553.王和，徐英，解莉亞，等.營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)細(xì)菌L型的研究J.貴州醫(yī)藥，1990,14 （6）： 327328.王和，徐英，解莉亞，等.葡萄球菌和白喉棒狀桿菌的L型抗原研究J.貴州 醫(yī)藥，1990,14（4）：