韓依辛，魏琦麟，邱 菲，袁明貴，唐興剛，康樺華，徐志宏*，向 蓉,3*

(1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院動(dòng)物科技學(xué)院，廣東廣州 510225；2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院動(dòng)物衛(wèi)生研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部獸用藥物與診斷技術(shù)廣東科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站/廣東省畜禽疫病防治研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510640；3.嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室茂名分中心，廣東茂名 525000)

空腸彎曲菌(Campylobacterjejuni)是一種十分重要的食源性人獸共患致病菌，為革蘭氏陰性微需氧菌，彎曲桿菌屬；具有多形性，可呈螺旋形、弧形或S形；沒(méi)有芽孢，一端或兩端有鞭毛且只有1根，在大氣或厭氧環(huán)境中不生長(zhǎng)。自20世紀(jì)70年代首次被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，空腸彎曲菌和其誘發(fā)病已成為近50年來(lái)的研究熱點(diǎn)。它是引起人與動(dòng)物腹瀉的重要原因之一[1]。

空腸彎曲菌在很多動(dòng)物中屬于正常攜帶細(xì)菌，但會(huì)在動(dòng)物出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)或是免疫力下降時(shí)導(dǎo)致發(fā)病，如牛、羊、豬等[2-4]。世界衛(wèi)生組織已將空腸彎曲菌列為最常見(jiàn)的食源性致病菌之一，也有研究報(bào)道稱(chēng)它將成為下一個(gè)沙門(mén)氏菌[5]。人類(lèi)主要通過(guò)飲食(污染水源、生牛奶及未熟的肉制品)或與動(dòng)物直接接觸而感染[1]?？漳c彎曲菌的致病機(jī)制中有很多毒力因子參與，其中含有鞭毛、趨化因子、黏附力以及侵襲力、定植力、毒素等等。各種毒力因子共同調(diào)控空腸彎曲菌的致病過(guò)程，在感染的不同階段發(fā)揮作用。毒力基因的表達(dá)受外界環(huán)境和機(jī)體環(huán)境的影響，表現(xiàn)出差異性。因此，空腸彎曲菌的致病機(jī)理十分復(fù)雜。本文對(duì)空腸彎曲菌的致病性、致病機(jī)制以及防治手段進(jìn)行了闡述，為日后更好地防治空腸彎曲菌奠定基礎(chǔ)。

1 致病性

1.1 感染人

人感染空腸彎曲菌最典型的臨床癥狀為急性胃腸炎、腹瀉等，其中腹瀉包含3種臨床形式，第1種是與糞便白細(xì)胞和血液存在相關(guān)的痢疾形式，第2種是間歇性大便不成形，第3種則是水樣腹瀉[6]。多數(shù)可以自愈，少數(shù)會(huì)伴有并發(fā)癥。許海燕[7]于2005年-2006年間對(duì)揚(yáng)州市3所醫(yī)院的共2 962名腹瀉患者的糞便進(jìn)行檢測(cè)，分離到143株空腸彎曲菌。黃紅等[8]于2011年-2012年間對(duì)上海市浦東新區(qū)13家監(jiān)測(cè)點(diǎn)醫(yī)院的共2 532份腹瀉患者樣本進(jìn)行了檢測(cè)，共分離到空腸彎曲菌106株，且耐藥情況相當(dāng)嚴(yán)重。劉敏等[9]于2018年對(duì)深圳市南山區(qū)150名腹瀉患者的糞便進(jìn)行檢測(cè)，150份糞便樣本共分離到14株空腸彎曲菌。感染空腸彎曲菌的某些患者會(huì)出現(xiàn)部分神經(jīng)癥狀，首先是兩腿無(wú)力，數(shù)天或數(shù)小時(shí)后由下肢上升到整個(gè)軀干，這種癥狀稱(chēng)為格林-巴利綜合征(Guillain-Barre syndrome，GBS)，GBS是一種以周?chē)窠?jīng)和神經(jīng)根的脫髓鞘病變及小血管炎性細(xì)胞浸潤(rùn)為病理特點(diǎn)的自身免疫性周?chē)窠?jīng)病，又稱(chēng)為吉蘭-巴雷綜合征[10]。最常見(jiàn)的感染原因就是含有wlaN基因的空腸彎曲菌感染導(dǎo)致，wlaN基因是空腸彎曲菌的一個(gè)毒素調(diào)節(jié)基因，與脂寡糖(lipo-oligosaccharides，LOS)的合成有一定關(guān)系，其造成的感染約占總感染數(shù)的30%，腹瀉為前驅(qū)癥狀的患者為空腸彎曲菌感染的概率更是高達(dá)85%。該病的臨床癥狀主要是上升性麻痹，嚴(yán)重時(shí)呼吸肌麻痹導(dǎo)致死亡[11]。格林-巴利綜合征還有一種變異型，稱(chēng)為米勒-費(fèi)雪綜合征(Miller-Fisher syndrome，MFS)，米勒-費(fèi)雪綜合征占GBS的5%，病理現(xiàn)象是腦干的腦神經(jīng)核體功能缺損。一旦大腦上核功能異常，患者就會(huì)出現(xiàn)動(dòng)眼神經(jīng)麻痹或運(yùn)動(dòng)障礙，如果下核受損則會(huì)出現(xiàn)吞咽困難等癥狀[12]。

1.2 感染動(dòng)物

1.2.1 家畜 空腸彎曲菌能夠引起各年齡段豬發(fā)熱、腹瀉等癥狀，豬感染空腸彎曲菌又被稱(chēng)為空腸弧菌病，仔豬發(fā)病率高于成年豬，主要引起腹瀉為特征的腸炎，臨床表現(xiàn)為嘔吐、排水樣糞便，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致脫水死亡[13]?？漳c彎曲菌也能感染牛和羊，引起牛、羊的流產(chǎn)，甚至垂直傳播影響胎兒。Boes J等[14]對(duì)247個(gè)育肥豬群的盲腸樣本進(jìn)行檢測(cè)，其中有21個(gè)豬群分離出空腸彎曲菌，其分離率為8.5%，且主要癥狀為腹瀉。奶牛場(chǎng)中的奶牛感染空腸彎曲菌也會(huì)導(dǎo)致奶制品被污染，Bianchini V等[15]對(duì)意大利洛迪省的282個(gè)奶牛群的散裝罐生鮮牛奶進(jìn)行了檢測(cè)，存在空腸彎曲菌污染情況的占12%。

1.2.2 家禽 該菌感染雞導(dǎo)致禽彎曲桿菌性肝炎，主要特征為壞死型肝炎伴發(fā)脂肪浸潤(rùn)，可發(fā)生于各年齡段的雞?？漳c彎曲菌在感染雞或鴨后，其生產(chǎn)的蛋殼也會(huì)攜帶空腸彎曲菌，成為其傳播的途徑之一，Nematollah J等[16]對(duì)100份雞蛋殼和60份鴨蛋殼進(jìn)行了檢測(cè)，分別在7份雞蛋殼和3份鴨蛋殼中檢測(cè)出空腸彎曲菌。這一檢測(cè)結(jié)果增加了對(duì)空腸彎曲菌感染者感染途徑的了解。雞在感染空腸彎曲菌后，其腸道內(nèi)的物質(zhì)也會(huì)發(fā)生一些改變。Awad W A等[17]通過(guò)研究表明，雞在感染空腸彎曲菌后空腸中葡萄糖攝入量顯著減少，并且回腸食糜中脯氨酸、亮氨酸、精氨酸、絲氨酸等氨基酸的可用性也有一定程度的降低。

1.2.3 野生動(dòng)物 野生動(dòng)物中鳥(niǎo)類(lèi)因?yàn)槠淞鲃?dòng)性強(qiáng)，且大多數(shù)從河水中鑒定出的空腸彎曲菌為與野生鳥(niǎo)類(lèi)相關(guān)的菌株等特點(diǎn)，其空腸彎曲菌的攜帶狀態(tài)受到了廣泛的關(guān)注[18]。但對(duì)野生動(dòng)物中,中小型哺乳動(dòng)物的空腸彎曲菌攜帶狀態(tài)關(guān)注較少。Du J等[19]對(duì)北京市區(qū)和北京郊區(qū)的33種共520只野生鳥(niǎo)類(lèi)中分離出了57株空腸彎曲菌，檢出率為10.9%。Vogt N A等[20]對(duì)加拿大安大略省的5個(gè)養(yǎng)豬場(chǎng)和5個(gè)保護(hù)區(qū)內(nèi)的627只浣熊進(jìn)行了采樣，共采集了1 096份樣品，其中陽(yáng)性檢出率為46.3%。

2 致病機(jī)制

空腸彎曲菌的主要致病機(jī)制可以分為鞭毛系統(tǒng)、趨化系統(tǒng)、黏附蛋白、外毒素以及內(nèi)毒素五大系統(tǒng)，其中鞭毛系統(tǒng)和趨化系統(tǒng)負(fù)責(zé)空腸彎曲菌的運(yùn)動(dòng)能力，黏附蛋白負(fù)責(zé)其侵襲和定植能力，外毒素和內(nèi)毒素作為其感染動(dòng)物的關(guān)鍵，五大系統(tǒng)的共同作用，形成了空腸彎曲菌復(fù)雜的致病體系[21]。

2.1 鞭毛系統(tǒng)

鞭毛是空腸彎曲菌重要的表面抗原，由基體與鞭毛鉤等多種蛋白質(zhì)組成,其中鞭毛素亞單位是基本組成單位，是突出在細(xì)菌表面鞭絲的主要成分[22]。其鞭毛的超微結(jié)構(gòu)末端呈圓錐體樣，稍尖，頂端明顯地呈吸盤(pán)樣結(jié)構(gòu)，是主要的抗原決定因子[23]。鞭毛微絲由兩個(gè)大小接近約1.7 kb且高度同源的基因flaA和flaB編碼，兩者的同源性為95%，兩者受不同的啟動(dòng)子調(diào)節(jié)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，flaA的啟動(dòng)子為σ28；flaB的啟動(dòng)子為σ54[23]。訾臣等[24]對(duì)不同空腸彎曲菌菌株進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)不同菌株的flaA基因序列存在差異，且差異主要存在于序列的中間區(qū)域。因此認(rèn)為flaA基因中間的可變區(qū)具有血清特異性，與免疫反應(yīng)有關(guān)，基因的變異會(huì)導(dǎo)致致病能力的改變。近年來(lái)，對(duì)另一種影響鞭毛合成和空腸彎曲菌運(yùn)動(dòng)性的關(guān)鍵蛋白FlhF的研究日益增多，其缺失會(huì)導(dǎo)致鞭毛喪失，從而導(dǎo)致空腸彎曲菌的運(yùn)動(dòng)力喪失，但其機(jī)制尚未完全清楚。LI X F等[25]用RNA-Seq、EMSAs、ChIP-qPCR和β-半乳糖苷酶等方法研究了FlhF與鞭毛合成相關(guān)基因的相互作用，發(fā)現(xiàn)FlhF可能通過(guò)與鞭毛基因啟動(dòng)子的結(jié)合直接調(diào)控鞭毛基因的轉(zhuǎn)錄。

2.2 趨化系統(tǒng)

趨化蛋白(chemotaxis protein)負(fù)責(zé)將感受信號(hào)從化學(xué)感受器傳送至鞭毛。共有4種核心趨化基因，即cheA、cheY、cheV、cheW，簡(jiǎn)稱(chēng)為cheVAWY。如果任何一個(gè)核心趨化基因失活，都會(huì)導(dǎo)致趨化運(yùn)動(dòng)受損[26]。Cha G等[27]描述了2個(gè)可以特異性激活cheV、cheA、cheW轉(zhuǎn)錄的調(diào)控基因并將其命名為cheP和cheQ，其中cheP可以促進(jìn)cheQ和cheVAW的結(jié)合，而cheQ的進(jìn)一步結(jié)構(gòu)表征揭示了一種新的具有強(qiáng)正表面電荷的折疊結(jié)構(gòu)，使得cheQ能夠與DNA結(jié)合。cheA和cheY協(xié)同作用可以改變鞭毛運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，首先是cheA發(fā)生自磷酸化，之后cheA再將磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移至cheY，使cheY磷酸化，而磷酸化的cheY與鞭毛開(kāi)關(guān)相互作用從而改變鞭毛運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)[28]。

黏附蛋白(PEB1)存在于所有空腸彎曲菌的表面，由peb1A基因編碼，是營(yíng)養(yǎng)素ABC轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的一個(gè)主要接合成分[29]。研究結(jié)果表明，PEB1直接參與空腸彎曲菌的黏附入侵過(guò)程，在致病過(guò)程中起著重要作用，是空腸彎曲菌侵襲腸道的重要致病因子,其中PEB1的A位點(diǎn)加強(qiáng)了其對(duì)腸上皮細(xì)胞的侵襲和定植能力[30]。Liu L等[31]通過(guò)表位預(yù)測(cè)分析得出了PEB155-72aa、PEB197-114aa、PEB1211-228aa這3種具有良好免疫原性和免疫保護(hù)效果的特異性B細(xì)胞免疫優(yōu)勢(shì)表位，可以誘導(dǎo)B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答，為空腸彎曲菌疫苗研發(fā)提供了數(shù)據(jù)支持。

2.3 外毒素

2.3.1 細(xì)胞致死性膨脹毒素 細(xì)胞致死性膨脹毒素(cytolethal distending toxin，CDT)是一種細(xì)菌蛋白毒素，其作為外毒素存在于空腸彎曲菌、副豬嗜血桿菌、伴放線放線桿菌等細(xì)菌當(dāng)中，它能夠使Vero和HeLa細(xì)胞膨脹，2 d～4 d后發(fā)生崩解。是目前唯一一種可以導(dǎo)致真核細(xì)胞分裂前期、靜止期DNA雙鏈斷裂的細(xì)胞毒素,對(duì)熱敏感，胰酶易使其失活[32]。由cdtA、cdtB、cdtC分別編碼的CdtA、CdtB、CdtC組成。cdtB為活性單位，cdtA和cdtB為結(jié)合單位，CdtA和CdtC能夠與細(xì)胞膜作用使全毒素穿越細(xì)胞膜，并附著在富含膽固醇的微結(jié)構(gòu)域上，從而增強(qiáng)CdtB進(jìn)入細(xì)胞的能力，是CdtB進(jìn)入細(xì)胞的關(guān)鍵，而CdtB能切斷宿主細(xì)胞的DNA雙鏈，并且通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)CdtA和CdtC能夠與HeLa細(xì)胞特異性結(jié)合，但是CdtB則不能[33]。Morales W等[34]通過(guò)建立大鼠腸易激綜合征(irritable bowel syndrome，IBS)模型，確定了CdtB在空腸彎曲菌感染中的重要作用，注射CdtB的大鼠血清抗CdtB抗體增加，大鼠在感染后出現(xiàn)了IBS樣表型。

2.3.2 細(xì)胞緊張性腸毒素 細(xì)胞緊張性腸毒素(cytotonic enterotoxin，CE)又可稱(chēng)為腸毒素(enterotoxin)或霍亂樣腸毒素(Cholera-like enterotoxin，CE)，對(duì)熱敏感，56 ℃ 30 min即可滅活，100 ℃加熱15 min即可完全失活，其活性在pH為6時(shí)最高，pH小于3.0或大于9.0可使其喪失活性，不裂解紅細(xì)胞，對(duì)木瓜蛋白酶敏感，對(duì)胰酶不敏感[35]。通過(guò)研究表明，CE會(huì)導(dǎo)致感染動(dòng)物的腸道袢積液，是造成水樣腹瀉的重要原因[36]。Scarcelli E等[37]對(duì)從比利時(shí)腸炎患者中分離出的菌株進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，這些菌株產(chǎn)生CE的比例高達(dá)80%～100%，無(wú)癥狀的人源菌株產(chǎn)生率為30%。

2.4 內(nèi)毒素

內(nèi)毒素為革蘭氏陰性菌獨(dú)有，是革蘭氏陰性菌在裂解后釋放到體外的脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)，一般認(rèn)為空腸彎曲菌的脂多糖由脂質(zhì)A、核體和O抗原組成。不同菌株之間會(huì)存在糖組分和O抗原的差異[38]。近些年的研究表明更多的空腸彎曲菌只合成缺乏O抗原的脂寡糖(lipo-oligosaccharides，LOS)?？漳c彎曲菌引起的急性感染中，其內(nèi)毒素具有免疫和內(nèi)毒素活性，在釋放之后除了可導(dǎo)致急性腸炎外還會(huì)引發(fā)一系列并發(fā)癥[39]。在Hussain A M等[40]的研究中，發(fā)現(xiàn)了一例感染空腸彎曲菌后并發(fā)Bickerstaff’s 腦干腦炎(Bickerstaff’s brain stem encephalitis，BBE)的病例，在出現(xiàn)BBE癥狀之前表現(xiàn)為空腸彎曲菌相關(guān)癥狀的腹瀉，并由空腸彎曲菌特異性IgM抗體證實(shí)。

3 空腸彎曲菌的防治

3.1 抑菌性研究

空腸彎曲菌作為近年來(lái)關(guān)注熱度較高的人獸共患食源性致病菌，其導(dǎo)致的污染對(duì)食品及人的健康造成了不小的影響，如何防治空腸彎曲菌也成為了近年來(lái)該菌的研究重點(diǎn)，其中田琦等[41]發(fā)現(xiàn)茶多酚及丁香酚均對(duì)空腸彎曲菌具有抑菌作用，且最小抑菌濃度分別為40 mg/mL和0.001 25 mg/mL，食鹽濃度和pH對(duì)兩者有協(xié)同作用，在食鹽濃度1.5%～2%之間或偏堿環(huán)境都會(huì)提高兩者的抑菌效果。肉桂精油(cinnamon essential oil,CEO)是一種對(duì)空腸彎曲菌有良好抑菌作用的物質(zhì)，Cui H等[42]通過(guò)粒徑分布、Zeta電位分布以及熒光光譜等方法對(duì)控釋酪蛋白和肉桂精油納米球?qū)漳c彎曲菌的抗菌能力進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明在4 ℃和25 ℃情況下,空腸彎曲菌的數(shù)量分別從4.30 logCFU/g降至0.86 logCFU/g和4.30 logCFU/g降至2.46 logCFU/g。其抗菌效果十分顯著。

3.2 疫苗研究

疫苗免疫作為預(yù)防疾病的一種重要手段，其具備特異性強(qiáng)、高效，成功率高等特點(diǎn)被應(yīng)用于許多細(xì)菌性、病毒性以及寄生蟲(chóng)性疾病，近些年應(yīng)用于預(yù)防空腸彎曲菌感染的疫苗研究也一直在進(jìn)行，但還并未出現(xiàn)商用化疫苗。Vohra P等[43]使用空腸彎曲菌能夠識(shí)別黏附基質(zhì)分子的微生物表面成分FlpA毒力蛋白作為預(yù)防雞空腸彎曲菌的疫苗，在107CFU的兩項(xiàng)試驗(yàn)中，所有接種疫苗的雞均檢測(cè)到IgY水平升高，但空腸彎曲菌對(duì)雞盲腸的定植水平并未明顯減少。Vandeputte J等[44]開(kāi)發(fā)出一種使用13株空腸彎曲菌和大腸埃希氏菌株的菌苗，以及一種使用6種免疫優(yōu)勢(shì)彎曲菌抗原的亞單位疫苗，并將其分別應(yīng)用于蛋雞的免疫，使蛋黃中IgY保持了長(zhǎng)期的高水平，再將這些蛋黃作為添加劑添加進(jìn)飼料中，其中菌苗誘導(dǎo)的抗體使空腸彎曲菌在雞中的總定植率從78%下降到15%，亞單位疫苗誘導(dǎo)的抗體使總定植率下降到44%，差異顯著。之后Vandeputte J等[45]還使用這兩種疫苗進(jìn)行卵內(nèi)接種，期望減少空腸彎曲菌對(duì)肉雞的感染，但效果并不理想。

3.3 預(yù)防

由于空腸彎曲菌其食源性的特性，目前階段預(yù)防空腸彎曲菌最主要的方法就是控制屠宰環(huán)節(jié)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)，嚴(yán)格遵循屠宰及運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)，盡量減少可能出現(xiàn)的污染，在食用肉制品時(shí)也一定要保證完全煮熟，并且使用安全的水源[46]。

4 小結(jié)

綜上所述，空腸彎曲菌在許多動(dòng)物中屬于正常攜帶細(xì)菌，在畜禽中也有著很高的感染率，而人也會(huì)通過(guò)畜禽產(chǎn)品以及飲水感染，是近年來(lái)引起人腹瀉的一種主要的食源性致病菌，并且還能夠引起格林-巴利綜合征以及米勒-費(fèi)雪綜合征等對(duì)人體有著極大危害的并發(fā)癥，目前已經(jīng)成為國(guó)際上最受關(guān)注的食源性致病菌之一。

空腸彎曲菌的毒力基因較多，致病機(jī)制也是毒力基因共同作用的結(jié)果，雖然目前對(duì)空腸彎曲菌的致病機(jī)制和如何防治有了初步的研究，但是由于其抗原成分和毒力因子較為復(fù)雜，現(xiàn)階段并不能確定具體是哪種毒力因子在致病過(guò)程中占據(jù)主導(dǎo)地位，對(duì)于每個(gè)毒力基因的具體功能和合成途徑等，還需要進(jìn)一步深入研究。