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仔猪腹泻大肠杆菌抗原分析
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概述: 对于肠致病性大肠杆菌,我们是既熟悉又陌生。大肠杆菌疫苗的效果总是不尽人意,猪场使用大肠杆菌疫苗逐步减少。要制备有效的抗体,我们需要对各种不同的菌体抗原有充分的认识。 大肠杆菌在人类腹泻疾病中扮演着…
正文:

  对于肠致病性大肠杆菌,我们是既熟悉又陌生。大肠杆菌疫苗的效果总是不尽人意,猪场使用大肠杆菌疫苗逐步减少。要制备有效的抗体,我们需要对各种不同的菌体抗原有充分的认识。

  大肠杆菌在人类腹泻疾病中扮演着重要的角色。大肠杆菌O157:H7是一种能够导致人畜腹泻、出血性结肠炎、溶血性尿毒症和血栓性血小板减少性紫癜,甚至死亡的人畜共患传染病病原体。其传播途径很广,以食源性和水源性为主。到目前还没有有效的疫苗预防O157:H7大肠杆菌导致的疾病。目前对大肠杆菌O157:H7的致病机理都着重于Vero细胞毒素和紧密素,鞭毛蛋白在粘附肠上皮细胞起着主导作用。

  猪肠道致病性大肠杆菌依其毒力特征及所致疾病症状不同,可至少将其分为3种类型:产肠毒素大肠杆菌(ETEC),产志贺毒素大肠杆菌(STEC),粘附与脱落性大肠杆菌(Attaching-effacing E.coli,AEEC)。产肠毒素性大肠杆菌(ETEC)是仔猪腹泻的主要病源之一。ETEC引起仔猪腹泻主要通过其表面的黏附素(K88、K99、987P和F41)吸附于小肠上皮细胞,然后产生热敏肠毒素(Heat labile enterotoxin, LT)和/或耐热肠毒素(Heat stable enterotoxin, ST)致病。不耐热肠毒素(LT)的A亚基具有毒素活性,能导致水分和电解质大量分泌而引起腹泻。不耐热性肠毒素由毒性亚单位LTA和结合亚单位LTB组成。耐热肠毒素ST存在于多数ETEC分离菌株,是低分子质量多肽,有很强的毒素活性,其中ST1是最主要的直接致病因子。

  O149作为ETEC的主要血清型至少维持了20多年。陈祥(2008)的调查表明,所分离到的 190株致仔猪腹泻ETEC菌株,包含31个O血清型,以O149、O107、O93、O98等血清型为主,占ETEC菌珠48.9%(93/190)。其中最常见血清型O149中,大部分菌株拥有STb+LT肠毒素基因(89.4%,42/47)或STb肠毒素基因(95.7%,45/47)和K88菌毛基因(95.7%,45/47)。O149大肠杆菌仍然是当今世界猪源ETEC的优势菌株,同时其病原微生物学多样性趋势在我国也日趋明显。

  目前,市场上流行的疫苗为传统的灭火苗、K88-K99和K88-LTB基因工程疫苗,这2类疫苗存在的主要问题,一是没有解决好仔猪黄、白痢的最主要致泻因子ST1的免疫原性,二是现有菌苗针对的致病性ETEC血清型范围较小。由于以菌毛为抗原的疫苗不能预防带有其他菌毛或无菌毛ETEC的感染,预防效果并不理想。目前仔猪大肠杆菌腹泻卵黄抗体免疫原多选用菌毛,而不是直接引起仔猪腹泻的肠毒素。

  基因融合蛋白能够产生较好的抗体。重组菌株表达的K88ac-ST1-LTB融合蛋白能够被ST1单抗、LTB和K88ac抗体识别。经乳鼠灌胃试验证实,表达的融合蛋白已丧失天然ST1肠毒素的活性。免疫实验结果表明,K88ac-ST1-LTB融合蛋白能够诱发小白鼠产生抗体,该抗体具有中和天然ST1肠毒素的毒性作用。

  重组菌株表达的有效抗原K88ac-ST1-LTB融合蛋白以包涵体形式存在于菌体内部,且 K88ac和LTB在保留原有抗原性基础上,赋予了原本不具有抗原性的ST1具有了抗原性。通过免疫试验证实,K88ac-ST1-LTB融合蛋白能够诱发小白鼠产生抗体,该抗体具有中和天然ST1肠毒素的毒性作用。

  产vero细胞毒素大肠杆菌(verotoxigenic Escherichiacoli, VTEC)则是断奶仔猪水肿病的直接原因。相关的菌毛(F18、K88)和毒素(ST、LT、SLT-Ⅱe等)是这两类大肠杆菌常见的的毒力因子。大肠杆菌F18菌毛常见于ETEC与VTEC的菌体表面,为柔软丝状物,可介导细菌对小肠上皮细胞的粘附,使得细菌可以在肠道中定居并大量繁殖。

  在猪上,STEC可引起断奶仔猪腹泻和/或水肿病,其主要通过黏附素在消化道定殖,产生志贺样毒素(stx2e, 又称Vero细胞毒素)。志贺毒素大肠杆菌的黏附素为eae基因,eae基因与stx2基因在STEC中伴随存在的现象非常普遍。

  猪源AEEC主要通过细菌外膜蛋白紧密素(Intimin)紧密局灶性粘附于小肠上皮细胞,引起粘附与脱落(Attaching and effacing,A/E)效应,其大多在回肠部引起轻度或中度炎症,菌落多聚集于十二指肠和盲肠间,小肠轻度至中度绒毛萎缩。

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