高級(jí)食品微生物學(xué)- 課件 第五章 食物中的致病菌

第五章食物中的致病菌pathogenicbacteriainfood1/83目錄CONTENTS2/83食物中致病菌引起的食源性疾病細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的作用機(jī)制致病菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的機(jī)制細(xì)菌在囊泡中的作用機(jī)制細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的作用機(jī)制致病細(xì)菌的耐藥性3/83世界范圍內(nèi)食品安全事件的不斷發(fā)生引起了消費(fèi)者的極大不安。隨著貿(mào)易規(guī)模的擴(kuò)大，食品可作為載體傳播各類食源性疾病，增加某些食源性疾病爆發(fā)的危險(xiǎn)性。全球每年發(fā)生食源性疾病的病例達(dá)到數(shù)十億例，全球每年在食源性疾病上的花費(fèi)達(dá)數(shù)十億美元。食源性疾病按來(lái)源分為兩種：生物性和非生物性食源性疾病。其中，生物性食源性疾病包括：①食品污染了致病性微生物或能夠產(chǎn)生毒素的微生物，導(dǎo)致致病性微生物的直接侵襲作用對(duì)人產(chǎn)生直接的危害和微生物毒素對(duì)人體的間接傷害；②動(dòng)植物所共有的生物毒素對(duì)人的危害。研究目的：本章從致病菌引起食源性疾病開(kāi)始，介紹食品中各種致病菌的致病機(jī)制。研究背景4/83食物中致病菌引起的食源性疾病食源性疾病：世界衛(wèi)生組織指出，“凡是通過(guò)攝取食物而使病原體進(jìn)入人體，以致人體患感染性或中毒性疾病，統(tǒng)稱為食源性疾病”。種類：包括食物中毒、腸道傳染病、人畜共患傳染病、腸源性病毒感染以及經(jīng)腸道感染的寄生蟲(chóng)病5/83一、微生物普遍存在于食品中常見(jiàn)：食品中常見(jiàn)的微生物有細(xì)菌和真菌（包括多細(xì)胞的霉菌和單細(xì)胞的酵母）霉菌：屬于多細(xì)胞的真核微生物，用肉眼可以見(jiàn)到菌團(tuán)（菌絲體）。一般而言，霉菌較細(xì)菌和酵母更能耐受酸堿度和溫度的變化。幾乎所有的食品均可以被霉菌污染，其生長(zhǎng)可通過(guò)腐爛點(diǎn)、斑點(diǎn)、黏液、棉花狀絲菌體或有色的產(chǎn)孢子霉菌進(jìn)行，分解碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)的酶后可產(chǎn)生不良的風(fēng)味和氣味。酵母：通常是單細(xì)胞的，與細(xì)菌的不同之處在于酵母有較大的細(xì)胞體積和形態(tài)。酵母通過(guò)分裂繁殖，產(chǎn)生小芽；酵母繁殖一代所需要時(shí)間較細(xì)菌長(zhǎng)，在食品中需要2~3h。從酵母污染到食品腐敗需要40~60h，酵母通常在偏酸性（pH4.0~4.5）食品中生長(zhǎng)。食物中致病菌引起的食源性疾病6/83一、微生物普遍存在于食品中細(xì)菌：細(xì)菌是單細(xì)胞原核微生物，形態(tài)各異，有或長(zhǎng)或短的桿狀（桿菌）、球狀（球菌）、球菌有的為葡萄狀（葡萄球菌）、有的為鏈狀（鏈球菌）。有些細(xì)菌能夠產(chǎn)生芽孢，對(duì)熱、化學(xué)品和其他環(huán)境條件有抵抗力，并且會(huì)產(chǎn)生毒素，引起食源性疾病。細(xì)菌造成的食源性疾?。涸谌澜缢械氖吃葱约膊”┌l(fā)的案例中，66%以上為細(xì)菌性致病菌所致。細(xì)菌性食物中毒是指人們吃了被細(xì)菌及其毒素感染的食品而引起的食物中毒。細(xì)菌性食物中毒的發(fā)生與不同地域人群的飲食習(xí)慣和衛(wèi)生習(xí)慣有密切關(guān)系。食物中致病菌引起的食源性疾病7/83一、微生物普遍存在于食品中

能夠通過(guò)食物傳播疾病的常見(jiàn)細(xì)菌食物中致病菌引起的食源性疾病8/83一、微生物普遍存在于食品中高發(fā)季節(jié)：細(xì)菌性食物中毒一年四季都有發(fā)生，氣候炎熱的季節(jié)高發(fā)。原因是炎熱季節(jié)適合細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖、人體機(jī)體抵抗力下降。特點(diǎn)為發(fā)病率高，病死率較低，恢復(fù)快。嬰幼兒、老年體弱者、免疫力低的人群一旦中毒有可能病情嚴(yán)重或發(fā)生嚴(yán)重的并發(fā)。食物中致病菌引起的食源性疾病9/83二、控制食品中腐敗的因素食物中致病菌引起的食源性疾病8種食品中引起腐敗的主要微生物10/83二、控制食品中腐敗的因素1.影響微生物生長(zhǎng)速率的外部環(huán)境因素溫度：微生物的生長(zhǎng)有最適宜溫度、最高溫度和最低溫度。環(huán)境溫度不僅決定了繁殖速率，而且決定了微生物種類以及微生物的活動(dòng)程度。氧氣：氧氣決定了體系中能夠存在的微生物種類（需氧菌、厭氧菌、兼性厭氧菌）和數(shù)量。相對(duì)濕度：細(xì)菌所要求的濕度較酵母和霉菌高，其最適相對(duì)濕度為92%或更高;酵母的最適相對(duì)濕度為90%或更高；霉菌的最適相對(duì)濕度為85%~92%。食物中致病菌引起的食源性疾病11/83二、控制食品中腐敗的因素2.影響微生物生長(zhǎng)速率的內(nèi)部環(huán)境因素水分活度（Aw）：微生物的生長(zhǎng)需要水，因此減少有效水分能夠減低微生物的繁殖速度。微生物所需要的水分的測(cè)量單位是水分活度。Aw定義為待測(cè)體系的蒸汽壓除以純?nèi)軇┑恼羝麎?。大多?shù)微生物的最適宜0.99~1。pH：絕大多數(shù)微生物的最適pH接近中性（7.0）。氧化還原電位：不同的微生物要求不同營(yíng)養(yǎng)要求：微生物需要外源性氮源、能源(碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì))、礦物質(zhì)和維生素來(lái)維持其生長(zhǎng)。抑制劑：能夠抑制微生物的物質(zhì)稱為抑菌劑，能夠殺滅微生物的物質(zhì)稱為消毒劑。食物中致病菌引起的食源性疾病12/83一般細(xì)菌侵入宿主細(xì)胞都是通過(guò)觸發(fā)機(jī)制或拉鏈機(jī)制，細(xì)菌把自身的效應(yīng)蛋白注射到真核細(xì)胞中，然后誘導(dǎo)細(xì)胞膜進(jìn)行驟突。致病菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的機(jī)制13/83一、拉鏈機(jī)制1.侵入宿主細(xì)胞常見(jiàn)于：耶爾森菌、李斯特菌過(guò)程：第一步：細(xì)菌的配體和宿主細(xì)胞表面的受體發(fā)生共同作用，細(xì)菌附著在宿主細(xì)胞表面；第二步：形成吞噬杯,此階段同時(shí)進(jìn)行的是細(xì)胞膜的延展以及細(xì)菌周圍肌動(dòng)蛋白的聚合；第三步：細(xì)菌的內(nèi)化和吞噬杯閉合致病菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的機(jī)制14/83一、拉鏈機(jī)制2.耶爾森菌入侵宿主細(xì)胞細(xì)菌粘附：假結(jié)核耶爾森菌所產(chǎn)生的侵襲素和黏附素(YadA),能夠與宿主胞外基質(zhì)中的P1整合素受體進(jìn)行結(jié)合。整合素B1鏈的胞質(zhì)尾與細(xì)胞骨架能夠在黏著斑復(fù)合體上進(jìn)行結(jié)合，B1鏈上的突變體能夠降低質(zhì)膜受體與細(xì)胞骨架的相互作用，導(dǎo)致質(zhì)膜上受體移動(dòng)性增加，促進(jìn)細(xì)菌黏附素與質(zhì)膜之間相互作用?；罨恼纤啬軌蛑率估野彼峒っ高M(jìn)行磷酸化，重排宿主的肌動(dòng)蛋白。內(nèi)化細(xì)菌：黏著斑激酶FAK在整合素成簇引導(dǎo)的過(guò)程中發(fā)揮著信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用，促使整合素B1鏈能夠和酪氨酸激酶進(jìn)行結(jié)合。侵襲素細(xì)菌的內(nèi)化需要激活小GTP酶Racl蛋白，它是ADP-核糖基化因子6(ARF6)和肌動(dòng)蛋白聚合的主要調(diào)節(jié)因子。ARF6與膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程有密切的聯(lián)系。磷脂酰肌醇-4-磷酸-5-激酶(PIP5K)在質(zhì)膜產(chǎn)生的5-二磷酸磷脂酰肌醇主要用于內(nèi)吞作用，調(diào)節(jié)囊泡外吞和重排肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架，PIPK的活化需要Racl和ARF6的誘導(dǎo)作用。致病菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的機(jī)制15/83一、拉鏈機(jī)制3.李斯特菌進(jìn)入宿主細(xì)胞李斯特菌的內(nèi)化素A(Inla)與人體E-鈣黏著蛋白結(jié)合后，會(huì)招募a-聯(lián)蛋白和聯(lián)蛋白一起到細(xì)菌入侵點(diǎn)。a-聯(lián)蛋白和&-聯(lián)蛋白也可以與肌動(dòng)蛋白結(jié)合，影響肌動(dòng)蛋白的聚合。肌動(dòng)蛋白多聚化同時(shí)受到ARP2/3復(fù)合體、小GTP酶Rac蛋白和皮層蛋白的影響。InlA介導(dǎo)的內(nèi)化過(guò)程受到肌漿球蛋白VIIA和配體Vezatin的影響。內(nèi)化素B（InlB）介導(dǎo)的內(nèi)化作用離不開(kāi)肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)受體Met的影響,受到InlB活化的Met能夠招募Gabl、Cbl和She等相關(guān)調(diào)節(jié)蛋白，這些調(diào)節(jié)蛋白同樣能夠活化介于質(zhì)膜之間的磷酸肌醇-3-激酶。磷酸肌醇-3-激酶能夠激活小GTP酶Rac蛋白，Rac蛋白直接影響著肌動(dòng)蛋白的聚合。絲切蛋白與肌動(dòng)蛋白纖維的解聚作用有關(guān)，絲切蛋白能夠調(diào)節(jié)蛋白LIM激酶，同時(shí)能夠促成上游肌動(dòng)蛋白的重新排列。致病菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的機(jī)制16/83二、觸發(fā)機(jī)制1.侵入宿主細(xì)胞常見(jiàn)于：沙門氏菌屬和弗氏志賀氏菌等革蘭氏陰性菌基本特性：能夠組成質(zhì)膜上肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的重新排列過(guò)程：細(xì)菌III型分泌系統(tǒng)(T3SS)能夠黏附到宿主細(xì)胞外面。細(xì)菌通過(guò)T3SS系統(tǒng)將細(xì)菌效應(yīng)蛋白注射到宿主細(xì)胞之中，參與肌動(dòng)蛋白重排的胞質(zhì)蛋白能夠與其產(chǎn)生特異性靶向作用致病菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的機(jī)制17/83二、觸發(fā)機(jī)制2.沙門氏菌和志賀氏菌入侵宿主細(xì)胞T3SS的編碼：沙門氏菌的T3SS編碼由染色體毒力島(PAI)SP-l完成，志賀氏菌的T3SS編碼則由質(zhì)粒PAI完成，志賀氏菌的IPaB/C和沙門氏菌的SipB/C都是給T3SS編碼的蛋白，它們與孔的形成有直接影響，把效應(yīng)蛋白送到細(xì)胞質(zhì)中。IpaB/C的控制：IpaD蛋白屬于志賀氏菌的多功能蛋白，它對(duì)孔的形成進(jìn)行了嚴(yán)格的調(diào)控。IpaD處在T3SS的頂端，主要控制IpaB/C在細(xì)菌和細(xì)胞接觸位的暴露點(diǎn)。IpaB的作用：IpaB和透明質(zhì)酸受體CD44之間發(fā)生的作用是分泌機(jī)制活化、細(xì)菌黏附以及將IpaB/C插入質(zhì)膜的關(guān)鍵階段。致病菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的機(jī)制18/83二、觸發(fā)機(jī)制2.沙門氏菌和志賀氏菌入侵宿主細(xì)胞宿主細(xì)胞會(huì)和入侵的細(xì)菌發(fā)生持續(xù)的相互作用。在宿主和細(xì)菌發(fā)生作用之前，防止降解的特異性伴侶分子和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的細(xì)菌效應(yīng)蛋白進(jìn)行結(jié)合。每當(dāng)細(xì)菌附著在宿主細(xì)胞表面時(shí)就會(huì)激活分泌信號(hào)，這離不開(kāi)T3SS的特異性磷酸酶發(fā)揮作用，把效應(yīng)蛋白注射到宿主細(xì)胞內(nèi)。細(xì)菌效應(yīng)蛋白融進(jìn)細(xì)胞質(zhì)后，大規(guī)模重排的細(xì)胞骨架會(huì)引起細(xì)菌周圍的膜突變，致病菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的機(jī)制19/83二、觸發(fā)機(jī)制2.沙門氏菌和志賀氏菌入侵宿主細(xì)胞志賀氏菌的作用機(jī)制和沙門氏菌類似。絲狀偽足主要是由IpaC和SipC所誘導(dǎo)的肌動(dòng)蛋白成核，成核過(guò)程都離不開(kāi)上面提到的兩種蛋白質(zhì)的C-末端結(jié)構(gòu)域作為介導(dǎo)，而且對(duì)SopE效應(yīng)蛋白十分依賴。沙門氏菌中肌動(dòng)蛋白纖維的延伸主要集中在侵入位點(diǎn)，Cdc42和Racl與SopE效應(yīng)蛋白的作用主要是在模擬交換因子，而SipA效應(yīng)蛋白能夠與肌動(dòng)蛋白纖維結(jié)合并起到穩(wěn)定作用。當(dāng)細(xì)菌被轉(zhuǎn)運(yùn)到巨胞飲區(qū)室中，肌動(dòng)蛋白解除聚合作用，細(xì)菌內(nèi)化過(guò)程到此全部完成。T3SS分泌沙門氏菌效應(yīng)蛋白SptP，具有酪氨酸磷酸酶活性和GAP活性，SopE的拮抗物即為SptP，能夠限制肌動(dòng)蛋白的結(jié)合。SopE被蛋白酶降解的速度要比SPtP快得多，能夠按時(shí)序調(diào)整這些過(guò)程。T3SS能夠分泌志賀氏菌的效應(yīng)蛋白IpaA，同時(shí)結(jié)合黏著斑蛋白的N-末端結(jié)構(gòu)域，黏著斑蛋白參與肌動(dòng)蛋白的解聚。致病菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的機(jī)制20/83三、參與細(xì)菌入侵的內(nèi)吞作用機(jī)制站在入侵機(jī)制的角度來(lái)看，以上兩種機(jī)制的入侵過(guò)程的內(nèi)吞途徑是不一樣的。外部環(huán)境與細(xì)胞能夠通過(guò)具有高度動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)的質(zhì)膜分隔開(kāi)。一些低分子質(zhì)量化合物，如氨基酸、糖和離子等可以直接通過(guò)小孔穿過(guò)質(zhì)膜，但是大分子無(wú)法穿過(guò),只能通過(guò)胞吞作用等機(jī)制進(jìn)行內(nèi)化。細(xì)胞中的內(nèi)吞作用種類眾多，包括巨胞飲、吞噬作用以及依賴網(wǎng)格蛋白或小窩蛋白的內(nèi)吞作用等。嗜中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞等專職吞噬細(xì)胞除了具有普遍的內(nèi)吞作用以外，還具有專職吞噬細(xì)胞才有的吞吃重噬作用。致病菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的機(jī)制21/83三、參與細(xì)菌入侵的內(nèi)吞作用機(jī)制1.依賴網(wǎng)格蛋白的內(nèi)吞作用網(wǎng)格蛋白：網(wǎng)格蛋白是網(wǎng)格蛋白包被囊泡的主要成分。網(wǎng)格蛋白在拉鏈機(jī)制細(xì)菌的內(nèi)化中發(fā)揮著作用，這也與已知的細(xì)菌入侵機(jī)制中的肌動(dòng)蛋白作用具有一致性，質(zhì)膜上依賴網(wǎng)格蛋白的內(nèi)吞作用是蛋白質(zhì)內(nèi)化的主要機(jī)制。作用：在依賴網(wǎng)格蛋白發(fā)生作用時(shí)，單核細(xì)胞增生性李斯特菌中的InlB與Met相結(jié)合,誘導(dǎo)了受體內(nèi)化。細(xì)菌內(nèi)化的關(guān)鍵因子，如網(wǎng)格蛋白、泛素連接酶和發(fā)動(dòng)蛋白等可能在細(xì)菌的入侵位點(diǎn)被招募，而表達(dá)立克次氏體外膜蛋白B基因中的大腸桿菌內(nèi)部也存在這種招募現(xiàn)象。致病菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的機(jī)制22/83三、參與細(xì)菌入侵的內(nèi)吞作用機(jī)制2.脂筏依賴的內(nèi)吞作用脂筏的特征：膽固醇和鞘糖脂含量高，脂役還與糖磷脂酰肌醇錨定蛋白之間存在著相關(guān)性脂筏的作用：脂筏在各個(gè)已鑒定的微結(jié)構(gòu)域中是細(xì)胞信號(hào)的重要成簇結(jié)構(gòu)。一些細(xì)胞生理過(guò)程中，尤其是阿爾海默氏病、帕金森氏病和骯病毒病等機(jī)能失調(diào)疾病中，脂筏發(fā)揮十分重要的作用。脂筏與毒素之間存在著相互作用。例如，霍亂病毒與神經(jīng)苷脂GM1相結(jié)合形成五聚體的形式。在細(xì)菌內(nèi)化方面，脂筏能夠參與一些細(xì)菌的侵入機(jī)制，包括弗氏沙門氏菌、空腸彎曲桿菌、流產(chǎn)布魯氏菌、致病性大腸埃希氏菌、分枝桿菌、淋病奈瑟氏菌和單核細(xì)胞增生性李斯特菌等。致病菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的機(jī)制23/83三、參與細(xì)菌入侵的內(nèi)吞作用機(jī)制2.脂筏依賴的內(nèi)吞作用致病菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的機(jī)制24/83三、參與細(xì)菌入侵的內(nèi)吞作用機(jī)制3.依賴胞膜窩的內(nèi)吞作用胞膜窩：胞膜窩是60-80mm的小窩，窩蛋白與脂筏相關(guān)聯(lián)形成了胞膜窩，不同分子參與了胞膜窩胞吞作用，其中動(dòng)力蛋白、肌動(dòng)蛋白、蛋白激酶C和Src激酶等發(fā)揮了重要的作用，促進(jìn)了胞膜窩的內(nèi)化。內(nèi)吞作用、轉(zhuǎn)胞吞作用、鈣信號(hào)及其他信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)事件中都有胞膜窩的參與，在各種疾病狀態(tài)中也發(fā)現(xiàn)了胞膜窩及其膜蛋白成分病原體對(duì)胞膜窩的利用：一是將胞膜窩作為內(nèi)吞作用入侵的直接入口，二是促進(jìn)比胞膜窩體積大的病原體入侵。依賴胞膜窩的內(nèi)吞作用與依賴網(wǎng)格蛋白的內(nèi)吞作用相似，胞膜窩結(jié)構(gòu)內(nèi)化的分子一般小于80mm，因此胞膜窩的理論模型并不適用于細(xì)菌內(nèi)化。致病菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的機(jī)制25/83三、參與細(xì)菌入侵的內(nèi)吞作用機(jī)制4.自噬：信息和觀點(diǎn)自噬：一種細(xì)胞通路，能夠降解蛋白質(zhì)和細(xì)胞器。近年來(lái)的許多研究發(fā)現(xiàn)，在宿主抵抗病原體的天然免疫反應(yīng)時(shí)，自噬也會(huì)參與其中。自噬體：也稱為自噬結(jié)構(gòu)，是細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)逋過(guò)動(dòng)態(tài)重排形成的，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)重排則是在隔離膜包繞細(xì)胞質(zhì)部分形成吞噬泡的條件下啟動(dòng)的。細(xì)菌內(nèi)化時(shí)的作用：在細(xì)菌內(nèi)化過(guò)程和自噬體內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，自噬發(fā)揮著一定的作用。自噬能夠?qū)?nèi)化細(xì)菌的命運(yùn)和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)復(fù)制囊泡膜相關(guān)聯(lián)的信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)。Nod1和Nod2這兩種肽聚糖感應(yīng)因子能夠招募Atg16L1到細(xì)菌的入侵部位，從而對(duì)細(xì)菌自噬產(chǎn)生作用。致病菌進(jìn)入宿主細(xì)胞的機(jī)制26/83致病菌通過(guò)內(nèi)化作用能夠進(jìn)入吞噬體的囊泡結(jié)構(gòu)中，完全形成吞噬體要經(jīng)過(guò)內(nèi)體的融合以及吞噬體成熟的過(guò)程。通過(guò)吞噬體和溶酶體融合形成的吞噬溶酶體能夠?qū)z取的致病菌帶來(lái)破壞性。一些致病菌，如沙門氏菌和分枝桿菌等，對(duì)吞噬溶酶體的生物合成形成干擾,同時(shí)會(huì)形成復(fù)制囊泡。其他病原如李斯特菌、志賀氏菌或立克次氏體等已經(jīng)尋找到解決策略，通過(guò)從吞噬體逃離到細(xì)胞質(zhì)的方式阻礙了吞噬溶酶體發(fā)揮其破壞作用。致病菌想要避免細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的免疫應(yīng)答，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)之后需要從細(xì)胞內(nèi)得到營(yíng)養(yǎng)，并在新的宿主細(xì)胞中擴(kuò)散進(jìn)行持續(xù)性感染。細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的作用機(jī)制27/83一、細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的復(fù)制細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的生長(zhǎng)：目前，關(guān)于細(xì)胞質(zhì)中是否允許細(xì)菌生長(zhǎng)這一問(wèn)題的答案尚不清楚，導(dǎo)致這一結(jié)果的一部分原因是對(duì)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)容物的成分和不同細(xì)胞類型中細(xì)胞質(zhì)內(nèi)容物的變化的了解較少。蘇氨酸、芳族氨基酸和腺嘌吟限制了細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的復(fù)制。在細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)時(shí),單核細(xì)胞增生性李斯特菌主要通過(guò)Hpt蛋白介導(dǎo)的糖攝取系統(tǒng)。志賀氏菌的突變體不能在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制，主要原因在于其難以合成氨基苯甲酸、胸腺嘌吟和鳥(niǎo)嘌吟；二氨基庚二酸營(yíng)養(yǎng)缺陷型志賀氏菌在細(xì)胞質(zhì)中生存的可能性為零。細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的作用機(jī)制28/83一、細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的復(fù)制細(xì)胞類型不同，細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的生長(zhǎng)情況也不同。含沙門氏菌的囊泡（SCV）所需的細(xì)菌M型分泌系統(tǒng)效應(yīng)蛋白依賴于鼠傷寒沙門氏菌SifA蛋白維持。SifA蛋白突變體雖然不能在巨噬細(xì)胞內(nèi)繁殖，但可以在上皮細(xì)胞中復(fù)制，這也是胞內(nèi)菌在宿主體內(nèi)占據(jù)不同細(xì)胞生態(tài)位的主要原因。土拉弗朗西斯菌在巨噬細(xì)胞中生長(zhǎng)繁殖，弗氏志賀菌在人腸道上皮細(xì)胞內(nèi)繁殖，立克次氏體在內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)完成復(fù)制。單核細(xì)胞增生性李斯特菌和偽鼻疽伯氏菌與上述細(xì)菌的生長(zhǎng)狀態(tài)不同，它們?cè)谏L(zhǎng)過(guò)程中既能感染吞噬細(xì)胞又能夠感染非吞噬細(xì)胞。細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的作用機(jī)制29/83二、可干擾基于肌動(dòng)蛋白細(xì)菌運(yùn)動(dòng)的細(xì)胞骨架成分肌動(dòng)蛋白通過(guò)體外重組之后，尾部會(huì)具有一定的細(xì)胞骨架蛋白，但是其他細(xì)胞骨架成分也可能給致病菌的運(yùn)動(dòng)帶來(lái)影響。細(xì)胞骨架成分如何在細(xì)胞內(nèi)環(huán)境調(diào)控基于肌動(dòng)蛋白的細(xì)菌運(yùn)動(dòng)的報(bào)道很少。志賀氏菌分泌細(xì)菌III型分泌系統(tǒng)效應(yīng)蛋白VirA能夠?qū)χ車奈⒐墚a(chǎn)生破壞作用李斯特菌的ActA蛋白可招募LaXp180o已報(bào)道的LaXp180（或CC1）是宿主的微管解聚蛋白Stathmin的結(jié)合物。Septin蛋白籠狀結(jié)構(gòu)通過(guò)對(duì)細(xì)菌肌動(dòng)蛋白聚合限制防止病原體傳播，是宿主的防御策略。細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的作用機(jī)制30/83三、細(xì)菌與宿主防御系統(tǒng)的相互作用1.細(xì)胞內(nèi)受體Toll樣受體(TLR)和核結(jié)合低聚反應(yīng)區(qū)蛋白(NOD)樣受體(NLRS)等幾類模式識(shí)別受體組成了先天免疫系統(tǒng)。Toll樣受體能夠?qū)?xì)胞表面或內(nèi)部的微生物進(jìn)行識(shí)別，NOD樣受體能夠?qū)?xì)胞質(zhì)中的微生物產(chǎn)生感應(yīng)。NOD樣受體家族在人體中的組成胞質(zhì)蛋白共有83個(gè)，具有2個(gè)特征，一是亮氨酸的重復(fù)序列豐富，二是具有NOD結(jié)構(gòu)域。長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)Nodi和Nod2這2個(gè)NOD樣受體的研究是最多的。Nodi主要在腸上皮細(xì)胞中存在，能夠識(shí)別革蘭氏陰性菌中肽聚糖的胞壁肽。Nod2是一種胞質(zhì)受體，能夠識(shí)別結(jié)核分枝桿菌等細(xì)菌的肽聚糖。細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的作用機(jī)制31/83三、細(xì)菌與宿主防御系統(tǒng)的相互作用2.細(xì)胞凋亡與細(xì)胞焦亡細(xì)胞凋亡：細(xì)胞發(fā)育、體內(nèi)平衡和免疫調(diào)節(jié)的一個(gè)關(guān)鍵過(guò)程就是細(xì)胞的死亡，多種疾病會(huì)影響細(xì)胞死亡的失調(diào)。細(xì)胞死亡途徑是凋亡，主要是程序化地使細(xì)胞成為凋亡小體，隨后被周圍的細(xì)胞和巨噬細(xì)胞吞噬。過(guò)程：B細(xì)胞淋巴瘤2(Bcl-2)蛋白家族和半胱天冬酶家族這兩類進(jìn)化相對(duì)保守的蛋白家族參與細(xì)胞凋亡。宿主細(xì)胞在細(xì)菌感染時(shí)利用細(xì)胞凋亡機(jī)制對(duì)病原菌的復(fù)制點(diǎn)進(jìn)行破壞。病原菌通過(guò)保護(hù)線粒體防止釋放細(xì)胞色素c,防止半胱天冬氨酸酶活化和激活細(xì)胞存活通路等方式防止細(xì)胞凋亡。除此之外，病原菌能夠通過(guò)誘導(dǎo)感染細(xì)菌凋亡獲得全身感染，同時(shí)為了逃離宿主的免疫防御，病原菌利用細(xì)胞凋亡使未感染的免疫細(xì)胞受到影響而死亡。細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的作用機(jī)制32/83三、細(xì)菌與宿主防御系統(tǒng)的相互作用2.細(xì)胞凋亡與細(xì)胞焦亡細(xì)胞焦亡：細(xì)胞焦亡則與細(xì)胞凋亡不同，其特征為細(xì)胞質(zhì)膜的快速破裂和釋放促炎性細(xì)胞內(nèi)容物。發(fā)生細(xì)胞焦亡與炎癥過(guò)程中的抗菌反應(yīng)有關(guān)，Caspase-1被炎性體激活。Scaspase-l缺陷型小鼠更易受細(xì)菌的感染，因此細(xì)胞焦亡被認(rèn)為可對(duì)宿主應(yīng)對(duì)細(xì)菌感染提供廣譜的保護(hù)作用。細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的作用機(jī)制33/83三、細(xì)菌與宿主防御系統(tǒng)的相互作用3.自噬類型：大自噬、小自噬和分子伴侶介導(dǎo)的自噬大自噬：大自噬的發(fā)生需要從頭合成一個(gè)特殊的膜結(jié)構(gòu)-自噬體。包裹了待降解底物的自噬體形成之后，與溶酶體融合形成自噬溶酶體，進(jìn)行底物的降解。小自噬：是向內(nèi)凹陷的溶酶體將細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體腔。分子伴侶介導(dǎo)的自噬：通過(guò)伴侶蛋白折疊蛋白質(zhì)的方式，將細(xì)胞質(zhì)蛋白直接轉(zhuǎn)運(yùn)穿過(guò)溶酶體。作用：自噬的基礎(chǔ)水平有助于細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的維持。在細(xì)菌致病過(guò)程中，自噬能夠識(shí)別出細(xì)胞質(zhì)病原菌主要依賴泛素化，其途徑主要是：自噬體膜捕獲自噬識(shí)別到的泛素化細(xì)菌并將其運(yùn)送到裂解區(qū)由自噬溶酶體進(jìn)行降解。自噬識(shí)別泛素化細(xì)菌時(shí)，自噬受體P62和NDP52參與到其中，并對(duì)泛素化細(xì)菌靶向作用發(fā)生自噬。細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的作用機(jī)制34/83三、細(xì)菌與宿主防御系統(tǒng)的相互作用3.自噬作用：自噬的基礎(chǔ)水平有助于細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的維持。在細(xì)菌致病過(guò)程中，自噬能夠識(shí)別出細(xì)胞質(zhì)病原菌主要依賴泛素化，其途徑主要是：自噬體膜捕獲自噬識(shí)別到的泛素化細(xì)菌并將其運(yùn)送到裂解區(qū)由自噬溶酶體進(jìn)行降解。自噬識(shí)別泛素化細(xì)菌時(shí)，

自噬受體P62和NDP52參與到其中，并對(duì)泛素化細(xì)菌靶向作用發(fā)生自噬。細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的作用機(jī)制35/83四、細(xì)菌感染過(guò)程中的細(xì)胞應(yīng)答1.鼠傷寒沙門氏菌(S.Typhimurium)沙門氏菌誘導(dǎo)腸上皮細(xì)胞凋亡之后，巨噬細(xì)胞吞噬被沙門氏菌感染的凋亡細(xì)菌，整個(gè)過(guò)程有助于沙門氏菌在細(xì)胞與細(xì)胞之間進(jìn)行傳播，使巨噬細(xì)胞感染沙門氏菌后發(fā)生細(xì)胞焦亡。為防止細(xì)胞感染沙門氏菌，可利用Nod樣受體Ipaf和調(diào)節(jié)因子ASC中的細(xì)菌鞭毛蛋白介導(dǎo)Caspase-1的活化。一旦Ipaf被激活就會(huì)誘導(dǎo)宿主發(fā)揮免疫應(yīng)答保護(hù)作用。兩種自噬受體NDP52與Tank-結(jié)合激酶1(TBK1)復(fù)合物相結(jié)合，能夠?qū)Ψ核鼗抽T氏菌在細(xì)胞質(zhì)中的增殖產(chǎn)生限制作用。細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的作用機(jī)制36/83四、細(xì)菌感染過(guò)程中的細(xì)胞應(yīng)答2.分枝桿菌(Mycobacteriaspecies)結(jié)核分枝桿菌的致病性在很大程度上要?dú)w因于其具有可捕獲成熟的吞噬體并可在巨噬細(xì)胞內(nèi)生存的能力。Toll樣受體和Nod2可介導(dǎo)致病分枝桿菌的非冗余識(shí)別。Nod2對(duì)分枝桿菌的肽聚糖特別敏感，可能已經(jīng)進(jìn)化出具有識(shí)別分枝桿菌的敏感度。大量研究報(bào)道了結(jié)核分枝桿菌對(duì)吞噬體成熟和殺菌效應(yīng)蛋白的抗性。目前的一些研究表明，利用自噬作用可以有效清除細(xì)胞內(nèi)的分枝桿菌。自噬體所具有的抗菌特性來(lái)自自噬受體p62傳遞的細(xì)胞質(zhì)成分，這也有助于清除結(jié)核分枝桿菌。除此之外，各種結(jié)核分枝桿菌能夠通過(guò)對(duì)巨噬細(xì)胞的自噬作用進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)逃避宿主免疫系統(tǒng)的目的。細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的作用機(jī)制37/83四、細(xì)菌感染過(guò)程中的細(xì)胞應(yīng)答3.鼠傷寒沙門氏菌(S.Typhimurium)對(duì)防御志賀氏菌起到重要作用的是腸上皮。促進(jìn)NF-kB與C-JimN-末端激酶(JNK)的活化和促炎細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-8的分泌所必需的是Nodi。Nodi介導(dǎo)了人腸細(xì)胞系對(duì)志賀氏菌的感應(yīng)。Atg5是促進(jìn)自噬體成熟的關(guān)鍵蛋白，上皮細(xì)胞感染志賀氏菌之后，利用Atg5識(shí)別IcsA，IcsA觸發(fā)自噬。效應(yīng)蛋白IcsB在Atg5招募IcsA的過(guò)程中起到了阻礙作用，細(xì)菌利用效應(yīng)蛋白IcsB避免了自噬。宿主防御志賀氏菌的另一種成分是巨噬細(xì)胞，在巨噬細(xì)胞的感染過(guò)程中，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的志賀氏菌可觸發(fā)Caspase-l的活化，并且誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生焦亡。感染志賀氏菌的巨噬細(xì)胞想要激活Caspase-1,必須發(fā)揮NOD樣受體Ipaf的作用，Ipaf和Caspase-1對(duì)自噬起到了抑制作用。細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的作用機(jī)制38/83四、細(xì)菌感染過(guò)程中的細(xì)胞應(yīng)答4.單核細(xì)胞增生性李斯特菌(L.monocytogenes)在內(nèi)皮細(xì)胞中，侵襲性李斯特菌可以通過(guò)Nodi誘導(dǎo)MAPK的活化和IL-8的分泌。在巨噬細(xì)胞中，李斯特菌誘導(dǎo)產(chǎn)生的Toll樣受體和Nod1/Nod2等細(xì)胞因子具功能性冗余。肽聚糖的N-脫乙酰作用是李斯特菌逃避宿主和先天宿主防御的一種高效機(jī)制。細(xì)胞溶素李斯特菌素O(LLO)依賴性孔在細(xì)胞膜的形成和李斯特菌侵入細(xì)胞質(zhì)中均可誘導(dǎo)Caspase-1的活化。自噬標(biāo)記物在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的單核細(xì)胞增生性李斯特菌周圍聚集的條件是單核細(xì)胞增生性李斯特菌形成肌動(dòng)蛋白尾巴，這有助于逃避泛素化和隨后的自噬識(shí)別。ActA具有使李斯特菌避免泛素化與自噬的能力細(xì)菌在細(xì)胞質(zhì)中的作用機(jī)制39/83一、細(xì)菌適應(yīng)囊泡內(nèi)生活細(xì)菌為了保持完整性，只能通過(guò)細(xì)胞內(nèi)吞作用進(jìn)入宿主細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)吞實(shí)現(xiàn)的途徑是質(zhì)膜的內(nèi)陷和封閉。胞內(nèi)細(xì)菌最初在囊泡生存，一段時(shí)間后細(xì)菌需要考慮繼續(xù)在囊泡生存還是進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。胞內(nèi)細(xì)菌利用這兩種生存方式完成進(jìn)化，在此過(guò)程中微生物形成細(xì)胞防御機(jī)制來(lái)對(duì)抗宿主,但是也付出了相應(yīng)的代價(jià)。細(xì)菌在囊泡中的作用機(jī)制40/83一、細(xì)菌適應(yīng)囊泡內(nèi)生活1.侵襲細(xì)胞后的抵抗成功病原菌：指病原菌能夠使具有防御功能的宿主發(fā)病。主要防線：致病菌對(duì)巨噬細(xì)胞或上皮細(xì)胞產(chǎn)生嗜性。而巨噬細(xì)胞和上皮細(xì)胞對(duì)入侵微生物的抵抗能力不同吞噬：吞噬細(xì)胞吞噬是指細(xì)胞內(nèi)化大顆粒的過(guò)程，能夠幫助動(dòng)物細(xì)胞清除死亡細(xì)胞或細(xì)菌。吞噬細(xì)胞：吞噬主要由嗜中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、單核細(xì)胞和肥大細(xì)胞等專職的吞噬細(xì)胞實(shí)施，這些細(xì)胞表層的特異性受體能夠識(shí)別并清除外源物質(zhì)，吞噬細(xì)胞含有廣譜的Toll樣受體(TLR)和其他模式識(shí)別受體，因此能夠識(shí)別和誘導(dǎo)產(chǎn)生初始炎性反應(yīng)以對(duì)抗微生物。細(xì)菌在囊泡中的作用機(jī)制41/83一、細(xì)菌適應(yīng)囊泡內(nèi)生活1.侵襲細(xì)胞后的抵抗吞噬過(guò)程：吞噬體與溶酶體在短時(shí)間內(nèi)融合后形成吞噬溶酶體，其融合后進(jìn)入吞噬體腔，體腔內(nèi)的殺菌機(jī)制對(duì)顆粒產(chǎn)生作用，吞噬的物質(zhì)被酸性水解酶的水解活性破壞吞噬體：吞噬體在建立細(xì)胞免疫應(yīng)答對(duì)抗感染的過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。吞噬體既在細(xì)菌入侵的先天免疫應(yīng)答方面發(fā)揮了重要作用，也為構(gòu)建病原體細(xì)胞免疫平臺(tái)創(chuàng)造了條件。細(xì)菌在囊泡中的作用機(jī)制42/83一、細(xì)菌適應(yīng)囊泡內(nèi)生活1.侵襲細(xì)胞后的抵抗非專職吞噬作用的細(xì)胞比其他類型的細(xì)胞內(nèi)化和消除微生物的功能強(qiáng)，但由于對(duì)吞噬細(xì)胞產(chǎn)生維持作用的基本分子存在于非吞噬細(xì)胞中，所以細(xì)菌具有侵入多種細(xì)胞的能力，且容易侵入宿主的上皮細(xì)胞中。細(xì)菌侵入細(xì)胞后，微生物存在于囊泡中，且囊泡通過(guò)內(nèi)吞途徑成熟、酸化，和溶酶體相融合后降解其中的內(nèi)容物。NADPH氧化酶活性廣泛存在于吞噬細(xì)胞中。此外，一些NADPH也存在于上皮細(xì)胞的非吞噬細(xì)胞中，這說(shuō)明細(xì)菌感染后有助于活性氧簇的產(chǎn)生。上皮細(xì)胞在感染過(guò)程中能夠表達(dá)MHC-II類分子，使細(xì)菌的多肽呈現(xiàn)遞呈形式，這表明上皮細(xì)胞也參與到了細(xì)胞免疫中。細(xì)菌在囊泡中的作用機(jī)制43/83一、細(xì)菌適應(yīng)囊泡內(nèi)生活2.為細(xì)菌創(chuàng)造一個(gè)適宜的囊泡環(huán)境為抵抗宿主的防御機(jī)制，實(shí)現(xiàn)自身的生存，胞內(nèi)菌進(jìn)化出兩種策略：一是逃離囊泡；二是使囊泡適應(yīng)其存在和增殖。雖然囊泡內(nèi)不同病原菌抵抗宿主殺菌的策略多種多樣，但它們實(shí)現(xiàn)的條件是相同的，即被內(nèi)化后，短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)細(xì)菌控制囊泡膜與其他細(xì)胞內(nèi)區(qū)室的相互作用，形成一個(gè)抵抗宿主殺菌的機(jī)制。囊泡和細(xì)胞區(qū)室在進(jìn)化過(guò)程中相互作用的途徑主要有三種。細(xì)菌在囊泡中的作用機(jī)制44/83一、細(xì)菌適應(yīng)囊泡內(nèi)生活2.1吞噬體成熟的捕獲以分枝桿菌和沙門菌為例，它們利用內(nèi)吞途徑限制囊泡和細(xì)胞區(qū)室之間的相互作用，使細(xì)菌寄居在囊泡中，難以和溶酶體進(jìn)行融合，從而逃脫降解酶的作用。胞內(nèi)細(xì)胞器與囊泡的融合使細(xì)胞器的膜成分存在于囊泡膜中，細(xì)胞器的管腔內(nèi)容物能夠接觸到囊泡腔。細(xì)菌內(nèi)化后的短時(shí)間內(nèi)，含結(jié)核分枝桿菌的吞噬體能夠與轉(zhuǎn)鐵蛋白相接觸，也能夠被Rab5修飾。此后，吞噬體的成熟受微酸性(pH為6.3)的管腔環(huán)境阻礙。結(jié)核分枝桿菌組織吞噬體成熟的過(guò)程還不明確，要解答這一疑問(wèn)，需要對(duì)分枝桿菌分泌機(jī)制進(jìn)行研究。細(xì)菌在囊泡中的作用機(jī)制45/83一、細(xì)菌適應(yīng)囊泡內(nèi)生活2.2柯克斯氏體在酸性環(huán)境中存活的策略柯克斯氏體允許囊泡中的細(xì)菌與溶酶體融合，使一部分細(xì)菌與內(nèi)吞途徑外的細(xì)胞器建立聯(lián)系，得到所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。柯克斯氏體主要感染的是單核吞噬細(xì)胞。目前，已知的在整個(gè)感染周期都在具有溶酶體成分的囊泡內(nèi)進(jìn)行復(fù)制的唯一細(xì)菌病原就是柯克斯氏體。柯克斯氏體抵抗吞噬溶酶體的惡劣環(huán)境采取什么樣的方法還不明確，其中的一個(gè)猜測(cè)就是柯克斯氏體表面的特定特征起到了重要作用。細(xì)菌在囊泡中的作用機(jī)制46/83一、細(xì)菌適應(yīng)囊泡內(nèi)生活2.3劫持內(nèi)吞途徑以外的區(qū)室軍團(tuán)菌和布魯氏菌除了可以控制與內(nèi)吞途徑之間的相互作用之外，還可以選擇內(nèi)質(zhì)網(wǎng)作為新的細(xì)胞內(nèi)區(qū)室。在感染時(shí)間不超過(guò)5min的條件下，含軍團(tuán)菌的囊泡利用Dot/IcmIV型分泌系統(tǒng)分泌細(xì)菌蛋白，從而能夠從內(nèi)吞途徑中脫離出去。布魯氏菌的分子機(jī)制與軍團(tuán)桿菌的不同，其進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的途徑也不相同。由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在提供代謝物合成或轉(zhuǎn)運(yùn)方面具有重要作用，所以盡管布魯氏菌與軍團(tuán)菌的機(jī)制不同，但細(xì)菌在胞內(nèi)復(fù)制最有利的條件就是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)衍生的生態(tài)位。細(xì)菌在囊泡中的作用機(jī)制47/83二、細(xì)菌與宿主的相互作用1.分泌機(jī)制細(xì)菌如果想要在囊泡生活，就必須在宿主細(xì)胞質(zhì)中的囊泡膜上產(chǎn)生作用。分泌系統(tǒng)能夠幫助細(xì)菌轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，并穿過(guò)細(xì)菌和囊泡的膜，但革蘭氏陽(yáng)性菌只需要穿過(guò)其中的一層膜，而革蘭陰性菌則需要穿過(guò)這兩層膜。細(xì)菌的III型分泌系統(tǒng)(TTS)：這個(gè)分泌系統(tǒng)是由20多個(gè)蛋白質(zhì)組成的多蛋白復(fù)合物，能夠在轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)菌蛋白時(shí)發(fā)揮作用，使其進(jìn)入真核細(xì)胞中。細(xì)菌的毒力島、染色體或質(zhì)粒上一般有編碼III型分泌系統(tǒng)的基因，許多致病性革蘭氏陰性菌有III型分泌系統(tǒng)，在細(xì)胞外能夠觸發(fā)吸收或阻止吸收.衣原體或沙門氏菌生活在囊泡中，這兩種細(xì)菌被內(nèi)化后能夠激活I(lǐng)II型分泌系統(tǒng)。細(xì)菌在囊泡中的作用機(jī)制48/83二、細(xì)菌與宿主的相互作用2.輸入營(yíng)養(yǎng)成分囊泡膜與真核細(xì)胞膜相同的地方在于它們均不允許離子和溶質(zhì)通過(guò)。這種特征能夠使細(xì)菌創(chuàng)造一個(gè)良好的生存環(huán)境，從而適應(yīng)pH和離子成分。細(xì)菌除了需要輸入機(jī)制外，還需要輸出機(jī)制，從而使宿主細(xì)胞的資源穿過(guò)囊泡膜。宿主能夠抵抗細(xì)菌的原因是其限制了營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)入囊泡，同時(shí)吞噬體膜上的二價(jià)陽(yáng)離子的轉(zhuǎn)運(yùn)體自然抗性相關(guān)巨噬細(xì)胞蛋白（NRAMP）在微生物吸收鐵、錳等微量元素的過(guò)程中起到限制作用。結(jié)核分枝桿菌進(jìn)化的策略是其表達(dá)NRAMP同源物可競(jìng)爭(zhēng)相同的二價(jià)陽(yáng)離子。目前，對(duì)囊泡運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制的了解十分有限。囊泡腔獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的一種方式是囊泡膜與囊泡融合。細(xì)菌在囊泡中的作用機(jī)制49/83二、細(xì)菌與宿主的相互作用3.囊泡的膨脹囊泡內(nèi)細(xì)菌的生長(zhǎng)形式各不相同。囊泡中包含衣原體或沙門氏菌，囊泡膜會(huì)在整個(gè)細(xì)胞質(zhì)中膨脹，其中的一個(gè)假設(shè)是，“纖維絲”在增加囊泡表面的同時(shí)能夠與宿主交換物質(zhì),另一個(gè)假設(shè)是膜膨脹有助于形成次級(jí)囊泡，導(dǎo)致細(xì)胞裂解。在這方面還存在著不同的策略，包含衣原體的囊泡的細(xì)菌可以被分割，包含柯克斯氏體囊泡的細(xì)菌則不能分割。囊泡膜的膨脹除了需要細(xì)菌脂質(zhì)外，還需要宿主來(lái)源的脂質(zhì)。囊泡的生長(zhǎng)有兩種形式，一是增加膽固醇攝入，二是依靠生物合成。菲律賓細(xì)胞染色體顯示囊泡膜的膽固醇含量與富含膽固醇的細(xì)胞質(zhì)膜基本相同，這說(shuō)明空間較大的囊泡抵抗機(jī)械破壞的能力也較高。細(xì)菌在囊泡中的作用機(jī)制50/83三、細(xì)菌感應(yīng)環(huán)境在侵入宿主后，幾乎所有的細(xì)菌通常都需要時(shí)間上的延遲（柯克斯氏體可能延遲幾小時(shí)甚至幾天才開(kāi)始進(jìn)行復(fù)制），更有甚者可能是讓胞內(nèi)囊泡的生態(tài)位一直到能夠維持細(xì)菌增殖才會(huì)停止。目前尚不清楚細(xì)菌感應(yīng)環(huán)境的機(jī)制。群體感應(yīng)是細(xì)菌采取的影響其與環(huán)境因素的相互作用策略之一。群體感應(yīng)系統(tǒng)依賴的是細(xì)胞密度變化的細(xì)胞間通訊方式，可以在一個(gè)細(xì)胞群體中調(diào)控細(xì)胞基因。在布魯氏菌中就已經(jīng)鑒定出兩種這樣的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，雖然它們的作用都是調(diào)控IV型分泌系統(tǒng)基因的表達(dá)和鞭毛的合成分泌，但是它們的功能并不顯得冗余。細(xì)菌在囊泡中的作用機(jī)制51/83四、細(xì)菌從囊泡中逃逸鄰近細(xì)胞或者新的宿主為感染細(xì)菌需要逃離囊泡。細(xì)菌逃離囊泡需要三步：融合囊泡膜與質(zhì)膜、使質(zhì)膜破裂或者從細(xì)胞中將囊泡擠出、讓囊泡膜破裂。細(xì)菌在囊泡中的作用機(jī)制52/83食品中的細(xì)菌：根據(jù)其致病性可以分為致病菌、條件致病菌和非致病菌3類致病菌：凡能引起人類疾病的細(xì)菌，統(tǒng)稱為病原菌或致病菌條件致病菌：在機(jī)體抵抗力低下的條件下致病而正常健康狀況下不致病的細(xì)菌非致病菌：食品中存在的非直接引起人體疾病的微生物常見(jiàn)的致病菌：霍亂弧菌（VC）、大腸埃希氏菌、金黃色葡萄球菌等同一種細(xì)菌在經(jīng)歷了一定時(shí)間演化后，其致病能力會(huì)發(fā)生改變，而食品中越來(lái)越多的非致病菌進(jìn)化成致病菌。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化53/83霍亂是一種古老且流行廣泛的烈性傳染病之一，但是并不是所有的霍亂弧菌都具有致病性。早期研究發(fā)現(xiàn)，在眾多霍亂弧菌之中，只有01及0139霍亂弧菌帶有可導(dǎo)致嚴(yán)重腹瀉的毒素，屬致病性霍亂弧菌；沒(méi)有上述毒素的非01/非0139霍亂弧菌則不產(chǎn)生致病性。然而，近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，非01/非0139群霍亂弧菌獲得了某些01群霍亂弧菌的毒力基因，國(guó)內(nèi)非01/非0139群霍亂弧菌成為了引發(fā)夏秋季腹瀉和食品中毒的主要病原菌。溶藻弧菌過(guò)去一直被認(rèn)為不致病或僅能引起部分創(chuàng)傷性感染而未受到重視，近年來(lái)它引起的人急性腹瀉和食品中毒，是沿海地區(qū)腹瀉病和食品中毒的常見(jiàn)病原菌?；魜y弧菌中的毒力基因在致病性的溶藻弧菌中也有大量分布，提示溶藻弧菌獲得了霍亂弧菌的某些致病因子從而具備了致病性。這種致病基因的獲得現(xiàn)象是一種細(xì)胞水平基因的轉(zhuǎn)移。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化54/83一、細(xì)菌水平基因的轉(zhuǎn)移1.細(xì)菌中的水平基因轉(zhuǎn)移水平基因轉(zhuǎn)移又稱側(cè)向基因轉(zhuǎn)移(lateralgenetransfer,LGT),是指在差異生物個(gè)體之間,或單個(gè)細(xì)胞內(nèi)部細(xì)胞器之間所進(jìn)行的遺傳物質(zhì)的交流。差異生物個(gè)體可以是同種但含有不同的遺傳信息的生物個(gè)體,也可以是遠(yuǎn)緣的,甚至沒(méi)有親緣關(guān)系的生物個(gè)體。單個(gè)細(xì)胞內(nèi)部細(xì)胞器主要指的是葉綠體、線粒體及細(xì)胞核。水平基因轉(zhuǎn)移是相對(duì)于垂直基因轉(zhuǎn)移(親代傳遞給子代)而提出的,它打破了親緣關(guān)系的界限,使基因流動(dòng)的可能變得更為復(fù)雜。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化55/83一、細(xì)菌水平基因的轉(zhuǎn)移1.細(xì)菌中的水平基因轉(zhuǎn)移水平基因轉(zhuǎn)移又稱側(cè)向基因轉(zhuǎn)移(lateralgenetransfer,LGT),是指在差異生物個(gè)體之間,或單個(gè)細(xì)胞內(nèi)部細(xì)胞器之間所進(jìn)行的遺傳物質(zhì)的交流。差異生物個(gè)體可以是同種但含有不同的遺傳信息的生物個(gè)體,也可以是遠(yuǎn)緣的,甚至沒(méi)有親緣關(guān)系的生物個(gè)體。單個(gè)細(xì)胞內(nèi)部細(xì)胞器主要指的是葉綠體、線粒體及細(xì)胞核。水平基因轉(zhuǎn)移是相對(duì)于垂直基因轉(zhuǎn)移(親代傳遞給子代)而提出的,它打破了親緣關(guān)系的界限,使基因流動(dòng)的可能變得更為復(fù)雜。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化56/83一、細(xì)菌水平基因的轉(zhuǎn)移1.細(xì)菌中的水平基因轉(zhuǎn)移在細(xì)菌中，基因轉(zhuǎn)移不是其生活周期中的必需部分，遺傳物質(zhì)從一個(gè)機(jī)體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)機(jī)體可產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，例如，提高細(xì)菌致病能力或使其具有針對(duì)某種抗生素的抗性。此外，供體細(xì)胞的一些基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中，來(lái)源于2個(gè)不同細(xì)胞的基因(DNA)間的整合有助于保持群體的遺傳多樣性。通過(guò)對(duì)大腸埃希氏菌(Escherichiacoli)MG1655菌株全序列的分析來(lái)評(píng)估水平基因轉(zhuǎn)移對(duì)細(xì)菌基因組進(jìn)化的全面影響，發(fā)現(xiàn)自E.coli從沙門氏菌中分離出來(lái)，至少發(fā)生了34起水平基因轉(zhuǎn)移事件，其基因組4288個(gè)開(kāi)放閱讀框中的755個(gè)(共547.8kb)是通過(guò)水平基因轉(zhuǎn)移而來(lái)，約占總數(shù)的17.6%。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化57/83一、細(xì)菌水平基因的轉(zhuǎn)移2.水平基因轉(zhuǎn)移的影響抗生素抗性問(wèn)題：細(xì)菌除自發(fā)突變產(chǎn)生新的抗藥性并遺傳給后代外，多數(shù)情況下細(xì)菌通過(guò)從其他細(xì)菌接受抗藥性基因，而獲得對(duì)某種抗生素的抗藥性。利用水平基因轉(zhuǎn)移的研究成果，建立合理有效地使用抗生素的方式，降低新的抗藥性產(chǎn)生的頻率，特別是減少抗藥性基因傳播的幾率，將會(huì)有助于人類在這場(chǎng)與細(xì)菌的對(duì)抗中取得優(yōu)勢(shì)。遺傳工程生物的安全性問(wèn)題：隨著遺傳工程的產(chǎn)生與發(fā)展，越來(lái)越多的GMOs已經(jīng)或?qū)⒈会尫庞诃h(huán)境中，人們對(duì)GMOs釋放的安全性疑慮重重。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化58/83一、細(xì)菌水平基因的轉(zhuǎn)移3.細(xì)菌水平基因轉(zhuǎn)移的途徑細(xì)菌之間基因轉(zhuǎn)移的途徑：主要有3種:轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合轉(zhuǎn)化：通過(guò)生物學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)等方法使外源DNA分子進(jìn)入受體細(xì)胞,并在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定維持和表達(dá)的過(guò)程稱為轉(zhuǎn)化。宿主細(xì)胞直接吸收外源性重組DNA的過(guò)程是一種客觀存在的自然現(xiàn)象。1928年醫(yī)生格里菲斯(Griffith)在研究肺炎鏈球菌(Streptococcuspneumoniae)感染小鼠的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象：將活的粗糙非致死肺炎鏈球菌與經(jīng)加熱殺死的光滑致死肺炎鏈球菌混合物注射小鼠，小鼠染病致死，從中分離到活的光滑型肺炎鏈球菌。粗糙型肺炎鏈球菌可被轉(zhuǎn)變?yōu)楣饣头窝祖溓蚓?，而且這種改變可以遺傳。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化59/83一、細(xì)菌水平基因的轉(zhuǎn)移3.細(xì)菌水平基因轉(zhuǎn)移的途徑轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化60/83一、細(xì)菌水平基因的轉(zhuǎn)移3.細(xì)菌水平基因轉(zhuǎn)移的途徑水平基因轉(zhuǎn)移的主要載體是DNA感受態(tài)是指細(xì)胞具有結(jié)合攝取外源DNA并發(fā)生遺傳改變的能力。一種被稱為感受態(tài)因子的蛋白質(zhì)釋放于介質(zhì)中促進(jìn)DNA進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，而且缺乏感受態(tài)因子的培養(yǎng)物經(jīng)其處理后可建立感受態(tài)而攝取DNA片段。然而，不是所有細(xì)菌都可建立感受態(tài)，即不是所有的細(xì)菌可以被轉(zhuǎn)化。DNA進(jìn)入細(xì)胞依賴于細(xì)胞壁的改變和質(zhì)膜上形成可結(jié)合DNA的特異性受體，有的受體可以識(shí)別不同來(lái)源的DNA,結(jié)合來(lái)源相同或近緣種屬的DNA。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化61/83一、細(xì)菌水平基因的轉(zhuǎn)移3.細(xì)菌水平基因轉(zhuǎn)移的途徑接合：為細(xì)菌中存在的由質(zhì)粒介導(dǎo)的類似有性過(guò)程的基因交換重組現(xiàn)象。與轉(zhuǎn)化的差異：首先，接合需要細(xì)胞與細(xì)胞之間的直接接觸；其次,可以進(jìn)行接合的細(xì)胞必須屬于不同的配型，即供體細(xì)胞必須攜帶質(zhì)粒(性因子、致育因子)，而受體細(xì)胞則沒(méi)有接合的過(guò)程：細(xì)菌的接合過(guò)程分為接合配對(duì)的形成和DNA的轉(zhuǎn)移2步進(jìn)行。質(zhì)粒上攜帶的基因表達(dá)形成特定的結(jié)構(gòu)(如性傘毛)使供體和受體細(xì)胞配對(duì),在其間建立一種通道，DNA可借此從供體細(xì)胞進(jìn)入受體細(xì)胞，與受體DNA進(jìn)行重組，受體細(xì)胞借此獲得新的性狀。接合過(guò)程是由染色體外遺傳因子編碼的功能。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化62/83一、細(xì)菌水平基因的轉(zhuǎn)移3.細(xì)菌水平基因轉(zhuǎn)移的途徑轉(zhuǎn)導(dǎo)：是由病毒介導(dǎo)的細(xì)胞間進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)移的一種方式，是指一個(gè)細(xì)胞的DNA或RNA通過(guò)病毒載體的感染轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞中。轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中，裸露DNA不能完成轉(zhuǎn)導(dǎo)。不同于轉(zhuǎn)化或接合過(guò)程：轉(zhuǎn)導(dǎo)是與噬菌體生命周期密切相關(guān)的，噬菌體感染細(xì)菌后其DNA在細(xì)菌體內(nèi)增殖，在裝配過(guò)程中發(fā)生誤包裝，一些新的顆粒攜帶的是細(xì)菌DNA而不是噬菌體DNA，攜帶宿主DNA的噬菌體感染新宿主時(shí)帶入原宿主DNA，噬菌體介導(dǎo)了兩宿主之間的DNA重組，轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率低，但具有在宿主間轉(zhuǎn)移整個(gè)質(zhì)粒和一些染色體片段（片段大小受噬菌體包裝容量的限制）的能力，可能會(huì)導(dǎo)致一種基因的廣泛擴(kuò)散。轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象是由噬菌體基因編碼的功能所致。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化63/83一、細(xì)菌水平基因的轉(zhuǎn)移4.細(xì)菌基因轉(zhuǎn)移的途徑比較細(xì)菌幾種主要的遺傳信息轉(zhuǎn)移類型最基本的差異涉及DNA轉(zhuǎn)移的量和轉(zhuǎn)移所采用的機(jī)制。轉(zhuǎn)化是通過(guò)裸露DNA發(fā)生的遺傳性狀的改變。轉(zhuǎn)化中供體細(xì)胞中少于1%的DNA轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中，轉(zhuǎn)移過(guò)程的調(diào)控僅涉及染色體上基因的功能（相對(duì)于接合質(zhì)粒而言），此過(guò)程需要感受態(tài)因子。接合由致育因子啟動(dòng)，通過(guò)性傘毛可以轉(zhuǎn)移整個(gè)基因組進(jìn)入受體細(xì)胞。轉(zhuǎn)導(dǎo)則依賴于噬菌體裝配過(guò)程中DNA的誤包裝，片段大小受包裝容量限制，DNA轉(zhuǎn)移范圍與噬菌體宿主范圍相關(guān)。轉(zhuǎn)化過(guò)程中供體與受體的低專一性和轉(zhuǎn)化機(jī)制的簡(jiǎn)約性，體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化在基因轉(zhuǎn)移機(jī)制中的原始性。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化64/83二、細(xì)菌毒力基因的遺傳轉(zhuǎn)化1.自然條件下的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化的方式：依據(jù)建立感受態(tài)的方式，轉(zhuǎn)化可分為人工轉(zhuǎn)化和自然遺傳轉(zhuǎn)化(簡(jiǎn)稱“自然轉(zhuǎn)化”)，后者感受態(tài)的出現(xiàn)是細(xì)胞一定生長(zhǎng)階段的生理特性自然遺傳轉(zhuǎn)化：是不需要任何媒介的裸露DNA分子與自然感受態(tài)細(xì)胞間相互作用的=一種基因轉(zhuǎn)移方式，可以發(fā)生在細(xì)菌之間，也可以發(fā)生在細(xì)菌與其它真核生物之間。自然條件下的轉(zhuǎn)化需要：具備轉(zhuǎn)化活性的裸露DNA分子和形成自然感受態(tài)細(xì)胞。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化65/83二、細(xì)菌毒力基因的遺傳轉(zhuǎn)化1.自然條件下的轉(zhuǎn)化環(huán)境中存在轉(zhuǎn)化DNA：據(jù)報(bào)道，用PCR可以在自然環(huán)境條件下檢測(cè)到轉(zhuǎn)基因植物的DNA,最長(zhǎng)可達(dá)2年。從中發(fā)現(xiàn)，環(huán)境中具轉(zhuǎn)化活性的DNA可以生存。另外，細(xì)菌細(xì)胞也能主動(dòng)分泌DNA到環(huán)境中，并具有轉(zhuǎn)化活性。而且在此轉(zhuǎn)化過(guò)程中一些受體細(xì)胞為防止供體DNA的降解，會(huì)表達(dá)相應(yīng)的DNA結(jié)合蛋白，誘導(dǎo)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的重組酶系。自然感受態(tài)的建立：一些細(xì)菌在它們特定生命周期中處于感受態(tài)，一些細(xì)菌在整個(gè)生命周期中均處于感受態(tài)。自然條件下，細(xì)菌可建立感受態(tài)，而且釋放于環(huán)境中的DNA可吸附于黏土、沉積物或高嶺石等表面，從而獲得可以抵御被DNase降解的自我保護(hù)能力，并能保持一定的轉(zhuǎn)化活性。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化66/83二、細(xì)菌毒力基因的遺傳轉(zhuǎn)化1.自然條件下的轉(zhuǎn)化自然轉(zhuǎn)化是細(xì)菌在一定生長(zhǎng)階段采取的主動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程，由細(xì)菌或食品中釋放的DNA具有轉(zhuǎn)化自然感受態(tài)細(xì)菌的潛力。自然界中進(jìn)行的轉(zhuǎn)化是普遍的，已報(bào)道至少24屬43種細(xì)菌可以進(jìn)行自然轉(zhuǎn)化。隨著環(huán)境中具有轉(zhuǎn)化活性的DNA分子及自然形成的感受態(tài)細(xì)胞的相繼發(fā)現(xiàn)，自然轉(zhuǎn)化在水平基因轉(zhuǎn)移中的作用成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化67/83二、細(xì)菌毒力基因的遺傳轉(zhuǎn)化2.自然遺傳轉(zhuǎn)化不同于接合和轉(zhuǎn)導(dǎo)，轉(zhuǎn)化是由細(xì)菌染色體基因控制的，在細(xì)胞密度、營(yíng)養(yǎng)條件等信號(hào)誘導(dǎo)下細(xì)菌建立感受態(tài)攝取外源DNA的過(guò)程，可能是由最初細(xì)菌為獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的一種方式演化而來(lái)的。已有報(bào)道在許多革蘭氏陰性和陽(yáng)性細(xì)菌中可以建立自然感受態(tài)，如:鏈球菌屬(Streptococcus)、芽孢桿菌屬(Bacillus)A奈瑟氏菌屬(Neisseria)A嗜血桿菌屬(Haemophilus)、不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)、螺桿菌屬(Helicobacter)、甲基桿菌屬(Methylobacterium)、微球菌屬(Micrococcus)、分枝桿菌屬(Mycobacterium)、假單胞菌屬(Pseudomonas)和鏈霉菌屬(Streptomyces)。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化68/83二、細(xì)菌毒力基因的遺傳轉(zhuǎn)化2.自然遺傳轉(zhuǎn)化對(duì)細(xì)菌而言，自然轉(zhuǎn)化的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：（1）自然轉(zhuǎn)化是細(xì)菌通過(guò)水平基因轉(zhuǎn)移獲得新的遺傳信息的一種途徑，在人類病原菌之間抗藥性的快速傳播中，自然轉(zhuǎn)化扮演著重要的角色。（2）細(xì)菌以自然轉(zhuǎn)化過(guò)程中攝取的外源DNA為模板，可通過(guò)同源重組方式幫助修復(fù)受損染色體。（3）可作為細(xì)菌在營(yíng)養(yǎng)脅迫條件下獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的方式。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化69/83三、細(xì)菌毒力基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)和結(jié)合1.噬菌體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)移自然環(huán)境中，非致病菌向致病菌進(jìn)化的另一重要策略是由攜帶毒力基因的病毒或噬菌體進(jìn)入宿主菌，并在宿主細(xì)菌中進(jìn)行基因交流改變宿主菌的表型或增加宿主菌的毒力、或使無(wú)致病力的菌株轉(zhuǎn)變?yōu)橹虏【?。噬菌體介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移又分為轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)換2種。轉(zhuǎn)導(dǎo)是一種細(xì)菌的基因被噬菌體顆粒包裹轉(zhuǎn)移到另一細(xì)菌中。例如，與X噬菌體P2和P4相關(guān)的一些噬菌體在許多大腸埃希氏菌獲得致病性的過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化70/83三、細(xì)菌毒力基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)和結(jié)合1.噬菌體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)移P2噬菌體提供衣殼、尾部和裂解基因組裝P4噬菌體DNA,使P4噬菌體DNA能轉(zhuǎn)移至其他菌體。P2和P4噬菌體具有廣泛的宿主譜，例如，食品中常見(jiàn)的志賀菌屬、腸道沙門菌等，這使得它們成為細(xì)菌之間毒力基因水平轉(zhuǎn)移的重要載體。金黃色葡萄球菌致病島(SaPIl)是伴隨著葡萄球菌噬菌體13和80a的增殖而發(fā)生轉(zhuǎn)移的。噬菌體13和80a能將SaPIl殼體化(Encapsidate)并轉(zhuǎn)導(dǎo)至金葡菌中。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化71/83三、細(xì)菌毒力基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)和結(jié)合1.噬菌體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)移噬菌體通常攜帶一些病毒非必需基因，這些基因轉(zhuǎn)換到宿主菌后能引起宿主菌的表型的改變，這種現(xiàn)象稱為噬菌體的轉(zhuǎn)換，具有這種能力的噬菌體稱為轉(zhuǎn)換噬菌體。宿主菌表型的改變包括可識(shí)別標(biāo)記的改變和毒力的變化。噬菌體轉(zhuǎn)換使非致病菌向致病菌轉(zhuǎn)化的一個(gè)典型例子就是棒狀桿菌噬菌體的溶原轉(zhuǎn)換，它可使無(wú)毒力的白喉棒狀桿菌轉(zhuǎn)變?yōu)橛卸玖Φ木?。另外，E群沙門菌0抗原的溶源轉(zhuǎn)換也是一個(gè)實(shí)例。S噬菌體感染沙門菌后，噬菌體編碼的修飾菌體外層的三糖殘基的酶將會(huì)引起LPS化學(xué)性質(zhì)的變化，從而導(dǎo)致細(xì)菌抗原性的變化。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化72/83三、細(xì)菌毒力基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)和結(jié)合2.細(xì)菌與細(xì)菌的接合交換通過(guò)接合傳遞的質(zhì)粒有F質(zhì)粒、R質(zhì)粒、Col質(zhì)粒、毒力質(zhì)粒。目前，臨床上多重耐藥菌株的出現(xiàn)與F質(zhì)粒和R質(zhì)粒通過(guò)接合傳遞密切有關(guān)。而且環(huán)境中發(fā)生的細(xì)菌基因轉(zhuǎn)移也大多數(shù)與接合有關(guān)。因此，細(xì)菌之間的相互接合也是非致病菌獲得毒力基因產(chǎn)生致病性的一個(gè)非常重要的策略。細(xì)菌致病基因的轉(zhuǎn)移與進(jìn)化73/83隨著抗生素等的廣泛應(yīng)用，卻發(fā)現(xiàn)它們對(duì)某些疾病的療效在逐漸降低，甚至完全消失。究其原因，在于病菌產(chǎn)生了抗藥性，又稱耐藥性。細(xì)菌的耐藥性是指當(dāng)細(xì)菌長(zhǎng)期暴露于含抗菌藥物的生長(zhǎng)環(huán)境時(shí)，在藥物的選擇壓力下，敏感菌株被抑制或殺滅，天然耐藥或獲得性耐藥菌株則繼續(xù)生存、繁殖和克隆傳播，導(dǎo)致細(xì)菌的耐藥性增高。迄今為止，抗菌藥物耐藥性（AMR）已成為21世紀(jì)主要的公共衛(wèi)生健康問(wèn)題。因此，當(dāng)代醫(yī)學(xué)研究的重點(diǎn)，變成了如何研制藥物來(lái)克服細(xì)菌的耐藥性，并且能夠?qū)ふ页鲆环N對(duì)耐藥性的細(xì)菌具有高效、低毒，并且藥理性很好的抗菌藥物。致病細(xì)菌的耐藥性74/83一、耐藥性分類固有耐藥和獲得耐藥性這兩類耐藥性都與遺傳有關(guān)，均稱為遺傳性耐藥。固有耐藥性：細(xì)菌對(duì)抗菌藥不敏感。獲得耐藥性：是指在正常情況下一些敏感性的細(xì)菌出現(xiàn)了耐藥性。分為：交叉耐藥：又稱為協(xié)同耐藥，指細(xì)菌菌株會(huì)對(duì)同類其他品種的抗菌