細(xì)菌長極性菌毛的研究進(jìn)展

丁雪燕，王思權(quán)，龐勝美，常雅潔，朱國強(qiáng)

(1.揚(yáng)州大學(xué) 獸醫(yī)學(xué)院 江蘇省動物重要疫病與人獸共患病防控協(xié)同創(chuàng)新中心/教育部農(nóng)業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品安全國際合作聯(lián)合實驗室，江蘇 揚(yáng)州 225009)

為了適應(yīng)環(huán)境，細(xì)菌已經(jīng)演化出不同的生存策略。細(xì)菌啟動感染模式通常開始于細(xì)菌附著到宿主易感細(xì)胞的表面，而菌毛在這一初始過程中發(fā)揮關(guān)鍵的作用。菌毛存在于許多革蘭陰性細(xì)菌和一些革蘭陽性細(xì)菌的表面，其對于細(xì)菌的毒力和致病性至關(guān)重要。無論是致病性還是非致病性菌株都具有多種負(fù)責(zé)不同菌毛生物合成、組裝和分泌機(jī)制的菌毛基因簇。菌毛是導(dǎo)致很多疾病的重要毒力因子，特別是泌尿、生殖和胃腸道感染性疾病，因此菌毛也被認(rèn)為是疫苗開發(fā)的重要靶標(biāo)。

長極性菌毛(long polar fimbriae，LPF)最初在鼠傷寒沙門菌(Salmonellatyphimurium，S.typhimurium)中作為一種潛在的黏附素被報道，并且與細(xì)菌的腸道定植有關(guān)，可在促進(jìn)S.typhimurium黏附并侵襲宿主派氏結(jié)M細(xì)胞的同時引起IL-8的大量分泌[1-2]。TORRES等[3]曾通過Western blot試驗確定了大腸桿菌O157:H7菌株中LPF的表達(dá)，并用透射電鏡觀察到其形態(tài)。LPF屬于一種最常見的CU (chaperone/usher)菌毛類型，與經(jīng)典Ⅰ型菌毛的fim操縱子結(jié)構(gòu)相似，根據(jù)編碼菌毛基因簇組成的不同，將LPF分為LPF1和LPF2等2種類型。LPF1操縱子由lpfABCDE組成，LPF2操縱子則由lpfABCD編碼(部分菌株還攜帶重復(fù)的lpfD′)。與lpf2操縱子相比，lpf1操縱子多了一個編碼菌毛次要亞單位的基因lpfE[1,4]。事實上，在LPF被發(fā)現(xiàn)的若干年間，其介導(dǎo)的分子致病機(jī)制在很多細(xì)菌中得到了不斷的挖掘和探索。

本實驗室前期開展了對細(xì)菌菌毛的研究，近來集中關(guān)注了LPF分布的廣泛性和功能的多樣性?，F(xiàn)綜述當(dāng)前有關(guān)LPF的研究進(jìn)展，旨在為控制與LPF相關(guān)的細(xì)菌性疾病提供參考。

1 LPF的發(fā)現(xiàn)和分布

LPF最初是在S.typhimurium中被發(fā)現(xiàn)，研究中通過Southern blot雜交技術(shù)在S.typhimurium染色體78 min處鑒定出一個7 065 bp的區(qū)域?？寺『托蛄蟹治霰砻髟搮^(qū)域編碼了一個新的菌毛操縱子。當(dāng)將該菌毛操縱子導(dǎo)入到非菌毛大腸桿菌ORN172中時，通過電鏡觀察到一種分布在細(xì)菌兩極的直徑為7～8 nm、長度為2～10 μm的長菌毛。因此，將編碼該菌毛的操縱子稱為lpf。極性分布表明,LPF不同于先前描述的Ⅰ型、Ⅲ型和GVVPQ菌毛，因為這些菌毛都是在細(xì)菌表面周身存在的(圖1)。事實上，LPF在長度、寬度和極性分布等形態(tài)上與腸桿菌科其他成員的Ⅳ型菌毛相似[1,5]。然而，對LPF蛋白一級結(jié)構(gòu)分析比較表明，lpf操縱子與編碼S.typhimuriumⅠ型菌毛的fim操縱子的親緣關(guān)系比與編碼Ⅳ型菌毛的操縱子的親緣關(guān)系更加密切，而且fim操縱子和lpf操縱子具有相同的基因排列順序(圖2)[6]。后來在其他許多菌株中也發(fā)現(xiàn)了lpf基因或其類似物，如腸出血性大腸桿菌(enterohemorrhagicEscherichiacoli，EHEC)、黏附侵襲性大腸桿菌(adherent and invasiveEscherichiacoli,AIEC)、腸致病性大腸桿菌(enteropathogenicEscherichiacoli,EPEC)、產(chǎn)志賀毒素大腸桿菌(Shiga toxin-producingEscherichiacoli,STEC)、產(chǎn)腸毒素大腸桿菌(enterotoxigenicEscherichiacoli,ETEC)、禽致病性大腸桿菌(avian pathogenicEscherichiacoli，APEC)、致乳房炎大腸桿菌(mammary pathogenicEscherichiacoli,MPEC)、腸凝集性大腸桿菌(enteroaggregativeEscherichiacoli,EAEC)和多種大腸桿菌標(biāo)準(zhǔn)及參考菌株等[7-11]。根據(jù)操縱子的基因組成將LPF大致分為2類：LPF1和LPF2，在大多數(shù)菌株中只含有其中1種，但在少數(shù)菌株中則同時含有2種LPF(如EHEC O157:H7、EHEC O104:H4和兔特異性EPEC等)[4,12]。LPF分布的廣泛性提示其可能作為許多細(xì)菌中一個必要的輔助附屬結(jié)構(gòu)，但其在其他更多菌株(尤其是對人和動物具有致病性的菌株)中的存在情況還有待進(jìn)一步的鑒定和調(diào)查。

圖1 細(xì)菌的LPF和Ⅰ型菌毛在顯微鏡下的形態(tài)比較[1,13]

圖2 fim操縱子和lpf操縱子基因排列順序

2 LPF操縱子組成和各亞基的功能

菌毛一般是由一組基因簇編碼，在細(xì)菌中也稱為菌毛操縱子，負(fù)責(zé)菌毛亞基的生物發(fā)生、組裝和分泌機(jī)制。LPF1的操縱子lpf1由5或6個基因(lpfA，B，C，D和E，在某些菌株中存在重復(fù)的C')組成，而LPF2的操縱子lpf2則具有4或5個基因(lpfA，B，C，D，部分菌株中存在重復(fù)的D')(圖3)。

通過序列比較，在一些菌株中已經(jīng)預(yù)測了lpf基因簇中每個基因所編碼蛋白質(zhì)的功能。一般來說，LpfA是LPF的主要結(jié)構(gòu)亞基，LpfB是伴侶蛋白，LpfC (LpfC')是外膜推進(jìn)蛋白，LpfB和LpfC聚集在一起負(fù)責(zé)菌毛多肽鏈的有效聚合和跨膜運(yùn)輸，LpfD (LpfD')是次要菌毛亞基，而LpfE可能是調(diào)節(jié)因子或次要亞基[14]。但LPF亞基的功能在不同研究中被描述的并不完全相同，因而我們要根據(jù)研究對象對其進(jìn)行具體研究和識別。事實上，在一個菌毛操縱子中，并不是所有的亞基都在致病過程中發(fā)揮主要功能。例如：在K88菌毛中，F(xiàn)aeG亞基作為主要亞單位專門負(fù)責(zé)與宿主細(xì)胞上的受體結(jié)合，以促進(jìn)K88+ETEC對豬小腸黏膜的黏附和定植，從而引起新生和斷奶仔豬發(fā)生腹瀉[15]。而在Sfm菌毛中，SfmH作為尖端黏附素對Sfm菌毛發(fā)揮功能起著決定性的作用[16]。因此，通過研究LPF菌毛蛋白結(jié)構(gòu)亞單位和基因序列將有助于研發(fā)新型基因工程疫苗，阻斷宿主細(xì)胞上的菌毛受體，從而阻止細(xì)菌的黏附，有利于 LPF介導(dǎo)的細(xì)菌性疾病的預(yù)防和控制。

圖3 一些代表性菌株中l(wèi)pf基因簇的結(jié)構(gòu)和組成模式圖

3 影響LPF表達(dá)的因素

LPF的表達(dá)受到多種因素的嚴(yán)格調(diào)控，如相變(phase variation)機(jī)制、LEE編碼的調(diào)節(jié)因子(locus of enterocyte effacement-encoded regulator,Ler)和組蛋白樣類核結(jié)構(gòu)蛋白(histone-like nucleoid-structuring protein,H-NS)調(diào)節(jié)機(jī)制、細(xì)菌本身的因素(如生長階段)或各種環(huán)境因素(如溫度、pH、滲透壓、鐵和膽鹽含量等)均可影響LPF的表達(dá)。

3.1 相變機(jī)制細(xì)菌通常可以通過2種機(jī)制來改變其表面的抗原特性，包括抗原變異和相變，通過相變能夠使細(xì)菌可逆性地獲取或丟失抗原。例如，相變可以調(diào)節(jié)包括LPF、Ⅰ型菌毛在內(nèi)的多種不同菌毛抗原的表達(dá)。LPF的合成由一個處于開(ON)/關(guān)(OFF)狀態(tài)的“相變開關(guān)”(phase-variable genetic switch)控制，該開關(guān)調(diào)節(jié)LPF在不同組織和器官中的表達(dá)。lpf操縱子在Phase ON和Phase OFF表達(dá)狀態(tài)之間變化，導(dǎo)致LPF抗原表達(dá)的群體異質(zhì)性[17-18]。NICHOLSON等[19]報道，受相變控制的LPF表達(dá)同時也為細(xì)菌提供了逃避不同血清型之間交叉免疫的手段，這直接支持了LPF的相變是S.typhimurium和腸炎沙門菌之間逃避交叉免疫的機(jī)制這一假說，從而使它們能夠在宿主群中共存。迄今為止，LPF的相變在沙門菌中已有很好的研究基礎(chǔ)，如早期對S.typhimurium的研究發(fā)現(xiàn)LpfA蛋白與宿主細(xì)胞的互作是調(diào)節(jié)LPF操縱子表達(dá)ON/OFF機(jī)制的關(guān)鍵[20]。但在其他細(xì)菌特別是致病菌中LPF的相變及其調(diào)控機(jī)制仍有待進(jìn)一步探索。

3.2 Ler和H-NS調(diào)節(jié)機(jī)制以EHEC O157:H7的LPF1為例，H-NS結(jié)合到lpf1操縱子調(diào)控序列上沉默其轉(zhuǎn)錄，而Ler則充當(dāng)抗沉默劑來抑制H-NS的功能并正向調(diào)節(jié)LPF1的表達(dá)[21]。H-NS是一種調(diào)節(jié)沉默蛋白，在結(jié)合DNA中起同型二聚體的作用，對彎曲雙鏈DNA表現(xiàn)出偏好。通過優(yōu)先與內(nèi)在彎曲的DNA相互作用，H-NS已被用作多種基因的轉(zhuǎn)錄阻遏物，特別是那些在細(xì)菌代謝和致病機(jī)理中負(fù)責(zé)環(huán)境適應(yīng)性和毒力的基因[22-23]。H-NS有3個假定的結(jié)合位點(diǎn)，其中2個結(jié)合位點(diǎn)，分別稱為沉默調(diào)控序列1 (silencer regulatory sequence 1,SRS1)和沉默調(diào)控序列2(silencer regulatory sequence 2,SRS2)，位于一個覆蓋了2個lpf1啟動子(P1和P2)的區(qū)域。第3個假定的H-NS結(jié)合位點(diǎn)位于ATG下游lpfA1基因區(qū)域內(nèi)，但似乎該位點(diǎn)在lpfA1調(diào)節(jié)中不起作用。H-NS通過結(jié)合啟動子區(qū)域上的2個SRSs來沉默lpf1的表達(dá)，從而形成SRS-H-NS復(fù)合物以阻斷聚合酶介導(dǎo)的RNA轉(zhuǎn)錄(圖4)[21]。同時，Ler與Ler結(jié)合位點(diǎn)(Ler binding site,LBS)相互作用，LBS1和LBS2位于P1和P2啟動子的上游，LBS1與SRS1重疊，而LBS3與P1啟動子和SRS2重疊。在引發(fā)宿主細(xì)胞黏附及擦拭性損傷(A/E表型)的細(xì)菌中，Ler不僅是關(guān)鍵性因子，而且還作為除LEE以外的其他致病因子的正調(diào)控因子[24]。目前，Ler和H-NS作為轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的功能已經(jīng)得到了很好的證實，而其他生物活性分子是否與lpf操縱子的調(diào)控機(jī)制有關(guān)有待進(jìn)一步的探索。

圖4 H-NS和Ler調(diào)控的大腸桿菌O157:H7 lpfA1操縱子模型

3.3 其他可能影響LPF表達(dá)的因素除了上述調(diào)節(jié)因素，細(xì)菌本身的一些因素(如生長階段)或各種環(huán)境因素(如溫度、pH、滲透壓、鐵和膽鹽含量等)，也可能影響LPF的表達(dá)。TORRES等[25-26]報道,lpf1和lpf2操縱子的表達(dá)響應(yīng)于不同的生長階段和環(huán)境條件；在EHEC O157:H7中，lpf1的表達(dá)似乎受到生長時期、滲透壓和pH的影響，其最大量表達(dá)出現(xiàn)在pH6.5和37℃的指數(shù)生長后期。而lpf2操縱子則受到溫度、pH、膽鹽和鐵的調(diào)節(jié)，并受到鐵攝取調(diào)節(jié)蛋白(ferric-uptake-regulator,Fur)的控制，其表達(dá)在指數(shù)生長后期和鐵耗竭期間被顯著誘導(dǎo)。ARENAS-HERNANDEZ等[27]發(fā)現(xiàn),pH值變化、膽鹽存在和鐵利用率的降低是在人類近端小腸中LPF2表達(dá)的重要環(huán)境因素。當(dāng)EHEC到達(dá)遠(yuǎn)端小腸時，鐵的可用性導(dǎo)致Fur結(jié)合到lpf2啟動子區(qū)域并抑制菌毛的表達(dá)。在該研究中建立的模型支持了在腸道定植過程中控制EHEC中LPF表達(dá)的分級環(huán)境信號的存在。另外，CHASSAING等[28]分析了胃腸道生長條件尤其是各種膽鹽對AIEC菌株中l(wèi)pf操縱子表達(dá)的影響，發(fā)現(xiàn)膽鹽的存在大大提高了AIEC LF82菌株lpf操縱子的表達(dá)，并且FhlA轉(zhuǎn)錄因子是在膽鹽存在時lpf表達(dá)的關(guān)鍵細(xì)菌調(diào)節(jié)因子。因此，通過改變環(huán)境條件或細(xì)菌生長所需的各項營養(yǎng)指標(biāo)來控制LPF的表達(dá)非常值得關(guān)注。同時也注意到在不同的細(xì)菌背景中LPF可能會對不同的條件做出反應(yīng)或由不同的調(diào)節(jié)劑進(jìn)行控制。

4 LPF的生物學(xué)功能

隨著對各種細(xì)菌中LPF的研究不斷探索，LPF的功能也不斷地被發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)有證據(jù)表明，LPF在不同細(xì)菌中可能具有不同的功能，即使是在同一菌株中LPF的功能也是多方面的。

4.1 LPF促進(jìn)細(xì)菌的黏附和定植大量的試驗數(shù)據(jù)表明,LPF能夠促進(jìn)細(xì)菌對靶細(xì)胞和組織的黏附和定植。大腸桿菌O157:H7中l(wèi)pf1操縱子的突變導(dǎo)致黏附在HeLa細(xì)胞上的細(xì)菌數(shù)量減少并降低微集落的形成[3]。類似地，O157:H7lpf2突變體對Caco-2細(xì)胞的黏附性有所降低，并且lpf2可能在早期黏附性中起關(guān)鍵作用[4]。JORDAN等[29]研究表明,LPF1和LPF2的突變降低了大腸桿菌O157:H7在綿羊和豬中的定植能力，其引起A/E損傷程度也有所減輕。另據(jù)報道，O157:H7菌株與lpf1和lpf2雙突變株的競爭試驗表明突變株在受試家兔腸組織中的競爭優(yōu)勢明顯，證實了LPF對細(xì)菌腸道定植的促進(jìn)作用[30]。與O157:H7相似，EHEC O113:H21菌株在敲除lpfA基因后喪失了對上皮細(xì)胞的黏附能力，提示LPF2在非O157分離株中也具有黏附素的作用[31]。另外，在APEC中，LPF2菌毛有助于非菌毛大腸桿菌K-12株在體外對禽肺組織和人上皮細(xì)胞的黏附作用，LPF2突變體在雞氣囊、肺和氣管中的定植也減少[32]。此外，ROSS等[33]在STEC O104:H4體內(nèi)外模型中探究發(fā)現(xiàn),ΔlpfA1突變體在非極化和極化腸上皮細(xì)胞上的黏附性降低，并減少了在小鼠大腸中的定植，這證實LPF1是導(dǎo)致O104:H4黏附和定植的致病因素之一。

那么LPF介導(dǎo)細(xì)菌黏附的機(jī)制如何？在S.typhimurium感染期間，LPF介導(dǎo)該細(xì)菌附著于宿主派氏結(jié)的M細(xì)胞[18]。FARFAN等[34]觀察到EHEC原型菌株和其他O157:H7臨床分離株能夠與腸道中最常見的細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)蛋白結(jié)合，這表明LPF是由ECM蛋白識別的，而且兩者的相互作用有助于EHEC對腸道細(xì)胞的黏附和在胃腸道內(nèi)的定植。CORDONNIER等[35]還發(fā)現(xiàn),LPF是EHEC O157:H7跨越人M細(xì)胞單層主動移位所必需的。與此一致的是：AIEC通過LPF1靶向小鼠和人類派氏結(jié)并在M細(xì)胞之間轉(zhuǎn)移[36]。此外，作為O157:H7中的同源菌毛，攜帶LPF1的細(xì)菌被證實通過靶向位于回腸遠(yuǎn)端派氏結(jié)上的濾泡相關(guān)上皮細(xì)胞(follicle-associated epithelium,FAE)感染人類腸道[37-38]。然而，與Ⅰ型菌毛不同，LPF對細(xì)胞內(nèi)的D-甘露糖受體并不敏感[39]。因此對LPF細(xì)胞受體的進(jìn)一步識別將有助于闡明LPF介導(dǎo)的細(xì)菌-宿主相互作用。

4.2 LPF參與細(xì)菌生物被膜的形成在自然界中，細(xì)菌附著于有生命或無生命物體表面(如玻璃、塑料或真核細(xì)胞)被胞外大分子包裹后，可以形成復(fù)雜的三維生物被膜，從而使細(xì)菌對抗生素和宿主的免疫防御機(jī)制更具抵抗力。研究表明，LPF參與了幾個與生物被膜相關(guān)的過程，包括附著于底物、細(xì)胞間黏附和ECM的生物合成[40]。LEDEBOER等[41]研究發(fā)現(xiàn),lpf突變體完全喪失了在雞腸道組織上形成生物被膜的能力，同時在組織培養(yǎng)細(xì)胞和塑料表面上形成生物被膜的能力也發(fā)生中等程度的喪失，從而證明LPF參與了S.typhimurium在HEp-2組織細(xì)胞和雞腸上皮細(xì)胞表面形成生物被膜的過程。ROSS等[33]研究測試了大腸桿菌O104:H4菌株中l(wèi)pf操縱子突變體形成生物被膜的能力，發(fā)現(xiàn)lpfA1基因缺失株并不能形成穩(wěn)定的生物被膜。近年來耐藥菌株逐漸增多，其中一個重要的影響因素就是生物被膜的形成，這給細(xì)菌性疾病的預(yù)防和治療工作提出了挑戰(zhàn)。因此，如果能夠從生物被膜的角度闡明細(xì)菌形成耐藥性的詳細(xì)機(jī)理，將有助于新抗菌藥物的開發(fā)和細(xì)菌性疾病的控制。

4.3 LPF影響細(xì)菌的組織嗜性細(xì)菌對宿主的不同組織具有不同的嗜性，其中細(xì)菌的多種毒力因子參與了此生物學(xué)過程。LPF作為細(xì)菌中存在的一種重要的毒力因子，也對細(xì)菌的組織嗜性產(chǎn)生一定的影響。FITZHENRY等[37]發(fā)現(xiàn),大腸桿菌O157:H7 中LPF菌毛突變導(dǎo)致了O157:H7對近端和遠(yuǎn)端小腸的定植并形成A/E損傷的新表型。LPF菌毛基因是在LEE區(qū)域外發(fā)現(xiàn)的第一個影響O157:H7人類腸道組織嗜性的基因。另外，與克羅恩病(Crohn's disease,CD)相關(guān)的71%的AIEC中存在LPF，提示LPF在AIEC的組織嗜性和毒力中起一定的作用[42-43]。由此可見，可能正是由于LPF對細(xì)菌組織嗜性的影響，從而導(dǎo)致其對細(xì)菌毒力造成了廣泛影響。

4.4 LPF參與誘導(dǎo)宿主炎癥反應(yīng)VERGARA等[44]通過用EHEC O157菌株感染極化的T84細(xì)胞發(fā)現(xiàn)LPF1和LPF2都是重要的細(xì)菌毒力因子，參與EHEC感染相關(guān)的炎癥反應(yīng)，并可以誘導(dǎo)IL-8的分泌和多形核中性粒細(xì)胞(polymorphonuclear neutrophils,PMNs)通過腸道單層細(xì)胞進(jìn)行的遷移。作為一種重要的促炎標(biāo)志物，腸道細(xì)胞高表達(dá)和分泌IL-8提示了EHEC發(fā)生感染的過程。另外，F(xiàn)ARFAN等[45]在用STEC野生株和lpf等基因突變株感染腸道T84細(xì)胞后檢測了27種細(xì)胞因子，發(fā)現(xiàn)被lpfA1、lpfA2雙突變株感染的細(xì)胞分泌IL-8以及產(chǎn)生其他炎癥標(biāo)志物的能力顯著降低。因此，與LPS、鞭毛蛋白和HCP一樣，LPF不再只是一種簡單的黏附素，而是一種影響宿主炎癥反應(yīng)的必要細(xì)菌毒力。經(jīng)典的LPS-TLR4和鞭毛蛋白-TLR5通路已經(jīng)得到了很好的證實。HCP屬于細(xì)菌Ⅳ型菌毛家族，通過調(diào)節(jié)EHEC中的NF-κB和AP-1途徑，促進(jìn)IL-8和TNF-α的分泌[46]。然而，LPF介導(dǎo)的促炎反應(yīng)可能與NF-κB信號通路有關(guān)，因為腸道T84細(xì)胞中的NF-κB信號通路在表達(dá)LPF的STEC作用后被激活，這支持了LPF作為STEC因子介導(dǎo)腸道炎癥的作用[45]。此外，由于LPF在EHEC誘導(dǎo)的PMNs遷移中起著重要作用，所以LPF介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)可能參與了PMNs在乳腺內(nèi)的募集和遷移，從而導(dǎo)致MPEC乳腺內(nèi)感染時體細(xì)胞計數(shù)(somatic cell count,SCC)升高[47]。

綜上，LPF與細(xì)菌的黏附、侵襲、生物被膜形成、組織嗜性、宿主免疫等生物學(xué)過程有關(guān)，在腸細(xì)胞脫落位點(diǎn) (locus of enterocyte effacement,LEE) 毒力島陰性的STEC菌株中還參與了嚴(yán)重腹瀉的發(fā)生，這些都提示LPF具有重要的科研和臨床意義。同時，沙門菌的LPF也被認(rèn)為是優(yōu)化沙門菌與宿主互作和新流行菌株出現(xiàn)的驅(qū)動因素[48]。然而LPF2不會影響EHEC O157：H7 86-24菌株對羔羊腸道外植體的黏附能力[25]，這種現(xiàn)象可以用該菌株中具有2個lpf操縱子的事實來解釋，即其中一個lpf的突變可以被另外一個lpf操縱子所代償[49]。此外，TATSUNO等[50]發(fā)現(xiàn),EPEC E2348/69菌株lpf基因簇對于感染過程中EPEC的黏附和A/E病變的形成不是必需的，C.rodentiumICC168菌株lpf基因簇也被報道在C3H/HeJ或C57BL/6小鼠感染模型中并不參與C.rodentium的毒力。由此可見，對LPF的生物學(xué)功能研究不能一概而論。因此，進(jìn)一步挖掘更多菌株中LPF的功能將會有助于我們進(jìn)一步全面地理解和掌握細(xì)菌的致病機(jī)理，從而更好地預(yù)防和控制細(xì)菌性疾病的發(fā)生。

5 總結(jié)和展望

細(xì)菌引起感染的首要一步，也是最關(guān)鍵的步驟就是與宿主細(xì)胞表面特定的大分子受體結(jié)合，從而啟動細(xì)菌的黏附和定植，該過程通常由暴露于細(xì)菌表面的黏附素介導(dǎo)。因此，菌毛黏附素被認(rèn)為是疫苗開發(fā)的重要目標(biāo)。自從LPF在S.typhimurium中被鑒定以來，在許多其他菌株中均發(fā)現(xiàn)了LPF，并且其各種功能正在被挖掘。LPF不僅作為黏附分子介導(dǎo)細(xì)菌和宿主間的黏附和定植，而且還參與細(xì)菌的生物被膜形成和感染組織嗜性。也發(fā)現(xiàn)LPF還能增強(qiáng)細(xì)菌對宿主細(xì)胞的定植和持久性存在并介導(dǎo)宿主炎癥反應(yīng)。尤其在流行株EHEC O157：H7 中對其LPF進(jìn)行了較為深入的探索研究，這可能為O157：H7引起疾病的預(yù)防和治療提供較好啟示。

另外，鑒于LPF的免疫原性，其在新型診斷技術(shù)的建立和基因工程疫苗的研發(fā)方面或許具有廣闊的應(yīng)用前景。雖然近年來有關(guān)LPF的研究不斷深入，但仍然存在很多未知的領(lǐng)域。從分子水平上研究LPF與易感宿主細(xì)胞表面特異性受體結(jié)合、相互作用的精確機(jī)制將有助于開辟出阻斷細(xì)菌感染的高效途徑。同時，闡明LPF與細(xì)菌中其他毒力因子之間的協(xié)同作用或相互影響也是非常重要的。因為抵抗細(xì)菌感染的免疫保護(hù)作用通常需要多種抗原的協(xié)同參與，單一抗原一般不能對宿主提供足夠的保護(hù)。而且使用聯(lián)合抗原還可以達(dá)到廣譜的效果，還可能會增強(qiáng)免疫原性和交叉保護(hù)作用。然而，LPF的致病機(jī)制和免疫機(jī)理還需要進(jìn)一步的揭示和闡明，從而實現(xiàn)更好的應(yīng)用效果。