鹦鹉热衣原体致病机制研究进展*1



·综述·

鹦鹉热衣原体致病机制研究进展*1

李鹏1，2综述，宋立华2△，苗晋华1▲审校

(1.中国人民解放军264医院检验科，山西太原 030001；2.病原微生物生物安全国家重点实验室/

军事医学科学院微生物流行病研究所，北京 100071)

关键词:衣原体；致病机制；质粒；三型分泌系统；CT135基因

鹦鹉热衣原体(Cps)是一种专性真核细胞内寄生，有独特的二相型发育周期，可形成具有感染能力的原体(EB)和具有繁殖能力的网状体(RB)，革兰染色阴性的细菌。Cps归类于衣原体科中的衣原体属，早期Everett等[1]将其归类为嗜衣原体属，国内虽一直沿用这样的分类体系，但国际衣原体委员会已明确Cps属于衣原体属，同时取消嗜衣原体属分类。Cps可感染人和畜，产生多种临床特征。Cps因为其致病性强，且作为生物战剂的特殊性，少有实验室能进行深入研究，对Cps致病机制的阐述更是鲜有报道，本文结合衣原体属其他种的毒力因子，综述了Cps可能毒力因子的致病机制。

1衣原体质粒

衣原体质粒是一个相对分子质量约为7.5×103，基因序列高度保守，非整合性的DNA分子，广泛存在于衣原体属中[2]。Cps中除菌株GR9外，都含有该质粒[3]。衣原体质粒有8个开放阅读框(ORFs)，其中ORF5编码质粒蛋白Pgp3[4]，相对分子质量约为28×103，可引起体液和黏膜的免疫反应。在细胞模型上发现E.coli重组Pgp3可通过TLR2激活THP-1细胞或通过TLR4激活巨噬细胞，通过MAPK途径诱导产生促炎症因子[5]，这些炎症因子正是输卵管积水的决定性因素；Toni Darville课题组在鼠衣原体感染小鼠模型上发现，质粒缺失的鼠衣原体对细胞的感染能力下降，不能引起小鼠病理性炎症反应，降低的炎症反应与感染位点中性粒细胞的聚集和寿命有关[6]；质粒还可以调控包括glgA在内的多个染色体基因，造成质粒缺失株的糖原积累障碍[7]。虽然没有Cps质粒功能研究的报道，但衣原体质粒高度保守，在其他种属中已证明质粒作为毒力因子在病原菌定殖、感染及导致输卵管病变的过程中起到重要的作用。

2CPAF是衣原体的关键毒力因子

蛋白酶样活性因子(CPAF)是由华裔学者钟光明教授发现的新型分泌性蛋白酶，被认为是分泌至宿主细胞质中的关键免疫调节蛋白，通过调控各种宿主信号传导通路逃避宿主免疫，其作用靶标及相应机理被广泛研究。CPAF的酶原无活性，相对分子质量约为70×103，酶原自催化切割为29kDaCPAFn和35kDaCPAFc两个片段，CPAFn/CPAFc的同源二聚体构成成熟的CPAF[8]。已发现的CPAF宿主靶标有转录因子USF1与RFX5、NF-κB、HIF-1、BH-3蛋白(Bcl-2家族促凋亡因子)[9]，DNA修复蛋白PARP,细胞周期蛋白B1，各种细胞骨架蛋白如细胞角蛋白-8、-18和波形蛋白，高尔基体蛋白84，和细胞表面蛋白CD1d与nectin-1等[10]。以上研究提示CPAF可能通过多种途径逃避宿主的免疫检测。例如，USF1与RFX5分别作用于MHCⅠ类与MHCⅡ分子的转录表达，CD1d是MHC样糖蛋白，可提呈脂类抗原至自然杀伤T细胞[11]；BH-3蛋白为促凋亡因子；因此CPAF可能通过抑制MHC表达、抑制细胞凋亡等介导衣原体的免疫逃逸。

3衣原体Ⅲ型分泌系统(T3SS)

在革兰阴性菌中，T3SS是一种进化精制的毒力决定因子，有超过20种蛋白形成的一种特殊装置，包括分泌外排装置(T3SA)、效应因子和伴侣蛋白。与其它细菌不同，衣原体Ⅲ型分泌系统效应基因即不位于毒力质粒上也不形成毒力岛，其效应基因分散在衣原体的整个基因组中。在发育周期的早期，效应因子包括Inc蛋白开始在RB中合成，在发育周期的中期，衣原体包涵体开始分裂的时候，T3SA基因开始合成[12]，在发育周期的晚期，RB从包涵体膜分离、RB转变为EB时T3S的激活发生终止。由于EB几乎没有代谢活性[13],但 EB中包含具有功能的T3SSs[14]，在与宿主细胞接触时效应因子的分泌活性迅速产生[15]，因此，在RB发育为EB的晚期阶段外排装置、效应因子和伴侣蛋白已经被被预装到EB中。与宿主细胞接触后，外排装置被激活效应因子开始分泌。研究表明，衣原体的针状蛋白CdsF包含有半胱氨酸残基，这在衣原体T3SS中是独特属性[16]，EB的包膜有高度的二硫键交联，而在RB中这些键降低了。因此，位于原体CdsF中的二硫键在孢子样发育周期中提供了结构性硬度，也有可能在控制分泌活性中发挥了重要角色[17]。T3SS效应因子通过直接联系、酶解改变性质或模仿靶向宿主因子等方式发挥毒力效应[18]。研究最为广泛的是侵袭相关性和Inc类效应因子。

4衣原体脂多糖(LPS)

LPS由革兰阴性菌所特有，是外膜的主要组成成分， LPS在革兰阴性菌发病机制中起着主要作用,引起宿主发热血循环中白细胞骤减、弥散性血管内凝血、循环衰竭、休克死亡等。衣原体的LPS是由一个2-酮基-3-脱氧草酸(KDO)的核心三糖与脂质A连接而成[19]。其脂质A更长，同时含有非羟基化的脂肪酸使得衣原体内毒素活性大大降低[20]。LPS是衣原体的属特异性抗原，对衣原体的感染性至关重要，是重要的衣原体诊断抗原。研究表明，在衣原体LPS受抑制的情况下，RB仍然可以形成包涵体，但不表达发育周期中的晚期蛋白从而不能转化为EB，LPS缺失的情况下，衣原体可以存活但不具有感染性[21]。

5新发现毒力因子CT135基因

Sturdevant等[22]通过研究发现， Cel Ⅰ酶分析实验室标准Ct菌株时，多次传代的血清A-J型的CT135基因均存在多态性，而LGV型和体外传代次数较少的血清K型的CT135基因不存在多态性。在细胞模型上，非LGV型Ct在体外传代过程中产生的CT135无义突变无疑使Ct获得了生长优势；沙眼D型不同克隆株感染雌鼠生殖道会产生表型巨大差异，D-LC克隆株导致输卵管组织增厚、炎症反应更明显等，基因组测序显示CT135基因发生了单个碱基的移码突变，很有可能该基因突变表达了具有毒力功能的蛋白，也有可能CT135基因本身是抗毒力因子基因，突变导致其失活，具体原因还未知；在比较与质粒毒力感染差异实验中[23]，质粒在于增强衣原体繁殖生长和早期的感染负担加重，而CT135的功能则是维持更长期持续和慢性感染。

6小结

目前越来越多的研究者对衣原体致病机制进行了深入研究，但很多的研究还处于假说阶段，没有充分的证据予以证实，例如CPAF通过分泌到宿主胞质中，切割和水解宿主蛋白来发挥毒力作用，但Chen等[24]研究发现，早先集中研究和报道的11种CPAF作用底物在衣原体感染细胞中并没有被切割和水解，这一发现对CPAF的靶向底物提出质疑，也对CPAF是否作为蛋白酶的功能提出了挑战；CT135基因只是发现在不同感染临床特征的毒株之间存在突变，并没有在蛋白水平验证是如何发挥毒力作用，致病途径、方式和作用靶标都还未知，有待进一步深入探讨[25-26]。在研究衣原体毒力因子的致病机制方面，鹦鹉热衣原体因为人兽感染，具备小鼠这样的天然动物模型，相比沙眼衣原体和肺炎衣原体具有得天独厚的优势，以鹦鹉热衣原体作为突破口对进一步深入阐释衣原体致病机制提供了新思路和新策略。

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(收稿日期：2015-12-26)

DOI:10.3969/j.issn.1673-4130.2016.06.026

文献标识码：A

文章编号：1673-4130(2016)06-0780-03

基金项目：“十二五”农村领域国家科技计划课题项目(2012AA101302)。

作者简介：李鹏，男，主治医师，主要从事微生物鉴定与分子生物学研究。(△)通讯作者，E-mail：songlihua@gmail.com。(▲)通讯作者，E-mail：Miaojh337@163.com。