细菌致病的分子基础及重要肠道病原菌的致病因子.pptVIP

细菌致病的分子基础 传染病预防控制国家重点实验室 中国疾病预防控制中心传染病预防控制所 细菌与宿主 致病菌与非致病菌 条件致病菌 致病菌 Steps in successful infection细菌成功感染宿主的重要环节 Sex comes before disease acquire virulence genes Sense environment and Switch virulence genes on and off Swim to site of infection Stick to site of infection Scavenge nutrients especially iron Survive stress Stealth avoid immune system Strike-back damage host tissues Subvert host cell cytoskeletal and signalling pathways Spread through cells and organs Scatter 一、致病相关的遗传物质 染色体(chromosome) 质粒（plasmid） 噬菌体(Bacteriophage) 毒力岛(pathogenicity island，PAI) 一、致病相关的遗传物质 1、染色体(chromosome) 主要遗传物质 编码了细菌基本生长代谢所需的功能基因，和一些特殊生存环境下代谢，以及在宿主体内定居并致病的毒力相关基因。 编码一些常见的毒力因子，如菌毛、鞭毛、毒素等。 病原性细菌的全基因组测序为研究细菌某些特性的决定基因提供了可能，为进一步了解细菌的致病机制及其进化规律提供了线索。 一、致病相关的遗传物质 2、质粒（plasmid） 染色体外能够自主复制的遗传因子，是非必需的。 大小从几kb到200多kb不等。赋予细菌一些特殊的表型和性状, 已经鉴定的细菌质粒所控制的性状超过100种。 质粒编码的功能，如糖发酵、细菌的抗性、生物降解能力、细菌素产生、侵袭性、粘附性、菌毛、脂多糖、溶血素、共生、接合等。 质粒编码的毒力因子：志贺氏菌的侵袭力、大肠埃希氏菌的菌毛、粘附因子和毒素产生，耶尔森氏菌的侵袭力、鼠疫菌素、血浆凝固酶产生、钙依赖性等。 一、致病相关的遗传物质 2、质粒（plasmid） 编码抗性的质粒：包括抗生素抗性、重金属抗性、阳离子抗性等。 抗药性质粒（R 因子），编码使抗生素发生钝化的酶。 致病性相关的大质粒（40kb-210kb）： 志贺菌的侵袭性质粒为210kb，致泻性大肠杆菌编码肠毒素、菌毛、粘附因子的质粒为40-90kb。 毒力有关的小质粒，如编码鼠疫菌素的质粒为9.5kb。 编码调控蛋白的质粒：控制毒力因子的产生。 志贺菌大质粒编码的VirF蛋白调控着侵袭性蛋白表达。 一、致病相关的遗传物质 3、噬菌体(Bacteriophage) 细菌的病毒，只能在活的宿主细胞内繁殖 利用宿主细胞的能源、生物合成装置和复制机能，仅提供自身繁殖所必需的遗传信息。 噬菌体基因组 －双链DNA（如大肠埃希氏菌T4、T7噬菌体） －单链DNA（如大肠埃希氏菌M13噬菌体） －双链RNA （如假单胞菌6型噬菌体）、 －单链RNA（如R17、f2 噬菌体）。 噬菌体基因组大小的变化很大 R17噬菌体菌仅有3.6kb，含4个基因， PB51噬菌体为250kb，含240多个基因。 一、致病相关的遗传物质 3、噬菌体(Bacteriophage) 根据与宿主细胞的相互作用将噬菌体分为两类： 烈性噬菌体(virulent phage) 可感染宿主细胞，在其中复制、繁殖、装配，裂解宿主细胞，释放子代噬菌体。 温和噬菌体(temperate phage) －可在特异的位点整合入细菌染色体，称为前噬菌体(prophage)。带有前噬菌体的细菌称为溶原菌(lysogen)。 －前噬菌体和宿主细胞的染色体同步复制，溶源性细菌也可无限制的分裂繁殖。 －在某些因素的诱导下，溶原性细菌中的前噬菌体脱离细菌染色体，在宿主细胞内大量繁殖，裂解宿主细胞，释放新合成的噬菌体。 一、致病相关的遗传物质 3、噬菌体(Bacteriophage) 细菌中是广泛存在的。 几乎所有已发现的细菌，在“种”的水平上，都含有噬菌体。 噬菌体编码某些毒素的产生: 白喉毒素、肉毒毒素、志贺样毒素等。 霍乱弧菌中的CT毒素、出血性大肠杆菌O157中的VT毒素，均由溶原性噬菌体编码，在某些因子的诱导下可以裂解释放。 其它许多噬