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1、 细菌的抗吞噬作用报告人：内蒙古农业大学 主要内容简介 细菌的抗吞噬机制 病原体避免或战胜吞噬细胞的能力 避免接触吞噬细胞 抑制吞噬细胞的吞噬 在吞噬细胞内生存 细菌产生杀伤或损害吞噬细胞的物质 其他抗吞噬机制简介某些致病菌本质上是能抵抗宿主组织的杀菌成分， 通常是某些致病菌的特殊结构所起的作用。 炭疽杆菌: D谷氨酸多肽荚膜革兰阴性菌外膜中的LPS致病性分枝杆菌的蜡质细胞壁然而，大多数成功的病原体具有额外的结构或生化特征，允许病原体抵抗宿主细胞的防御(吞噬和免疫应答)。 图1. 炭疽芽孢杆菌的荚膜图2. 革兰阴性菌细胞壁模型图3.分枝杆菌细菌的抗吞噬机制微生物首先侵入组织中暴露的吞噬细胞。容
2、易被吞噬细胞 吸引，而且很容易被摄取和杀伤的细菌，一般都是不成功的病 原体。相反的，大多数能成功的成为病原体的细菌，能够在一 定程度上干扰吞噬细胞的活动，或以某种方式避免它们的注意 。细菌病原体有多种多样的机制来避免吞噬细胞的吞噬和杀伤。最受欢迎的机制是，细菌阻挡吞噬作用的一个或多个步 骤，从而制止吞噬作用。 一.病原体避免或战胜吞噬细胞的能力图4.吞噬杀伤过程二.避免接触吞噬细胞采取的方式有: 1.病原体能够侵入或生存于吞噬细胞难以进入的区域，例如:腺体腔、膀胱和表皮组织(完整的皮肤) 。 2. 不产生炎症反应 。 3. 抑制吞噬细胞的趋化性。 例如，链球菌溶血素（它可以杀伤吞噬细胞）抑制嗜
3、中性粒细胞 的趋化性，即使在很低的浓度下也能发挥作用。 结核分枝杆菌中的某些组分能够抑制白细胞的迁移。 梭状芽孢杆菌产生的毒素也能抑制嗜中性粒细胞的趋化作用。图5. 中性粒细胞的附壁和游出 4.机体成分伪装致病性金黄色葡萄球菌能够产生与细胞结合的凝固酶和血纤维蛋白凝块上的凝聚因子。梅毒苍白密螺旋体可以结合纤连蛋白到它的表面。A群链球菌能够合成一种由琉璃糖炭基酸组成的荚膜。琉璃糖炭基酸是存在于结缔组织的一种基础物质。一些病原体或可沉积在其表面的唾液酸残基，能够阻止补体成分的调理作用，并阻碍吞噬细胞识别。三.抑制吞噬细胞的吞噬细菌的某些表面结构能避免吞噬细胞的吞噬（摄取）。多糖荚膜：肺炎链球菌，流
4、感嗜血杆菌，梅毒密螺旋体和肺炎克雷伯菌的多糖荚膜。 M蛋白：A群链球菌的M蛋白。 多糖粘液层：铜绿假单胞杆菌。 O 抗原：大肠杆菌细胞壁LPS中的O 抗原。 K抗原：大肠杆菌的K抗原（酸性多糖）或类似的Vi抗原的伤寒沙门菌 SPA ：金黄色葡萄球菌产生的细胞结合或可溶性蛋白A(SPA) 。图6.肺炎链球菌图7.铜绿假单胞菌四.在吞噬细胞内生存吞噬细胞的细胞内环境是一个保护性的环境，能 够（在感染的早期或者直到它们发展成为一种完 整的毒力因子）保护细菌。细胞内环境也能守护 细菌抵抗细胞外的杀菌剂、抗体、毒物等。Table 1. BACTERIAL INTRACELLULAR PATHOGENS
5、Organism DiseaseMycobacterium tuberculosis TuberculosisMycobacterium leprae Leprosy Listeria monocytogenes Listeriosis Salmonella typhi Typhoid FeverShigella dysenteriae Bacillary dysentery Yersinia pestis PlagueBrucella species Brucellosis Legionella pneumophila PneumoniaRickettsiae Typhus; Rocky M
6、ountain Spotted Fever Chlamydia Chlamydia; Trachoma 一些胞内寄生菌具有特殊的作用机制，使它们 进入宿主细胞时，宿主细胞不发生吞噬作用。例如 耶尔森菌，李氏杆菌，大肠杆菌，沙门菌，志贺菌 和军团菌的病原体具有复杂的结构，使得它们能够 侵入细胞或在细胞内生存。最近发现一些其他细菌 ，例如百日咳波氏菌和化脓链球菌，在上皮细胞的 细胞内栖息。机理：1抑制吞噬体与溶酶体的融合生存在吞噬体内部的细菌，阻止溶酶体成分释放到吞噬体环境 中，抑制吞噬溶酶体的融合。衣原体，细菌壁的一些物质可以修饰包含它的吞噬体膜，抑制 吞噬体与溶酶体的融合。嗜肺军团菌细胞表面的
7、一些特征，能够在摄取时，修饰吞噬体 膜，阻止吞噬体和溶酶体的合并。在军团菌中，一个单一的基 因对吞噬溶酶体的融合也是有责任的。 鼠伤寒沙门菌被吞噬体吞噬后，pH值发生改变，产生某些细 菌产物，阻止吞噬溶酶体的融合。2.在吞噬溶酶体内生存对于某些胞内寄生菌，吞噬体 - 溶酶体融合发生后，细菌可以通过某些结构或物质抵抗吞噬细胞的抑制和杀伤。细菌（包括细胞内和细胞外的病原体）抵抗吞噬细胞抑制和杀 伤的例子如下：分枝杆菌（包括结核分枝杆菌和麻风分枝杆菌）生长在吞噬 泡内，即使经过广泛与溶酶体融合还能生长。分枝杆菌有一 层蜡质的，含有分枝菌酸和其它脂质的疏水性细胞壁，不容易 被溶酶体酶攻击。流产布氏杆菌
8、和金黄色葡萄球菌能够产生大量的H2O2 酶和超氧化物歧化酶，它们可能中和吞噬细胞的NADPH 氧化酶和MPO系统产生的毒性氧自由基。金黄色葡萄球菌 也能产生细胞结合色素（类胡萝卜素），抑制吞噬泡中 氧的产生。 革兰阴性菌的外膜和荚膜（例如：沙门菌，耶尔森菌， 布氏杆菌，大肠杆菌）能保护肽聚糖层，使其不被溶菌酶 溶解。 一些病原体（例如;沙门菌，大肠杆菌）产生细胞外铁 结合化合物，它能够从乳铁蛋白中萃取Fe3+，供应细胞的 生长。 炭疽杆菌通过它的荚膜抵抗杀伤和消化，荚膜由D谷氨 酸多肽构成。这个多肽提供抵抗力来攻击常规蛋白酶，还 能阻止细菌表面补体的沉积。3.逃离吞噬体早期从吞噬泡中的逃离，是
9、一些细胞内病原体生长和产生毒力 的关键。 立克次体进入宿主细胞的膜结合空泡（吞噬体），但在细胞 浆内自由存在的时间很短，也许仅有短短的30秒。一种细菌酶 ，磷脂酶A，可能负责溶解吞噬体膜。 单核增生李氏杆菌依靠一些分子使吞噬体发生早期溶解，以 确保细菌释放到细胞浆中。这些分子包括李氏杆菌溶血素O和磷 脂酶C。一旦它们进入细胞浆，李氏杆菌会通过宿主细胞微丝肌 动蛋白的聚合作用，诱导自身在彗星似的尾巴内运动。 志贺菌能溶解吞噬泡和诱导细胞骨架肌动蛋白的聚合，以达 到其在细胞内移动和细胞间的扩散的目的。五.产生杀伤或损害吞噬细胞的物质细菌可以产生一些物质来杀伤或损害吞噬细胞。这些物质 大多数是能杀伤
10、吞噬细胞的胞外酶或毒素。吞噬细胞也可 以在摄取前和摄取后被病原体杀伤。1.在摄取前杀伤吞噬细胞许多革兰阳性病原体，尤其是化脓性球菌，分泌细胞外物 质裂解吞噬细胞膜，杀伤吞噬细胞。其中一些物质为溶血 素或杀白细胞素，因为它们对红细胞或白细胞有致死作用 。致病性链球菌产生链球菌溶血素。链球菌溶血素O（SLO ）结合细胞膜中的胆固醇，在嗜中性粒细胞作用下，使溶 酶体颗粒爆炸，将杀伤性物质释放到细胞浆中。致病性金黄色葡萄球菌产生杀白细胞素，作用于嗜中性粒 细胞的细胞膜上，引起溶酶体的溶解。能够抑制吞噬作用的细胞外蛋白质，例如铜绿假单胞菌的外 毒素A，能杀伤巨噬细胞，降低腺苷酸环化酶的活性（例如 炭疽毒
11、素EF，百日咳毒素AC），通过破坏细胞平衡和消耗所 需的ATP储备，减少具有吞噬活性的细菌外毒素对细胞的吞 噬。 2.摄取后杀伤吞噬细胞 摄取后，一些细菌在吞噬细胞内发挥毒力。 （1）细菌可能生长在吞噬体内，释放一些能够通过吞噬体膜 的物质，引起溶酶体颗粒的释放。 （2）细菌可能生长在吞噬体膜上，直接释放到细胞内的靶位 点。许多在巨噬细胞内寄生的细菌（例如：分枝杆菌，布氏 杆菌，李氏杆菌）经常损伤巨噬细胞，但是其作用机理尚不 完全清楚。六.其他抗吞噬机制前面对大多数常用的策略做了讨论。虽然有几个明 显的例子，一些其他的抗吞噬作用的策略或机理也 可能存在。例如，病原体可能存在一种机理来抑制 骨髓中吞噬细胞的产生。MPO MPO (myeloperoxidase)，髓过氧化物酶 存在于嗜中性粒细胞嗜天青颗粒中的一种过氧 化物酶，通过把H2O2和Cl-变为次氯酸破坏外 来物质。该系统具有强大的抗细菌、抗真菌和 抗病毒作用。
