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“无毒”大肠杆菌为何会“杀人”

2018-02-24| 文章来源: 互联网|

摘要: 最近,德国大肠杆菌疫情风暴席卷了欧洲很多国家。它已经造成了20余人死亡,2000多人感染,而疫情的源头至今仍未完全查明。为什么看似温柔的大肠杆菌也会有这么大的毒力?细菌毒素引发急性肾衰大肠杆菌是最常见...

  最近,德国大肠杆菌疫情风暴席卷了欧洲很多国家。它已经造成了20余人死亡,2000多人感染,而疫情的源头至今仍未完全查明。为什么看似温柔的大肠杆菌也会有这么大的毒力?

  细菌毒素引发急性肾衰

  大肠杆菌是最常见的微生物之一,在自然界广泛分布,大多数不致病,主要寄生在人或动物的肠道内,被称为正常菌群。但少数大肠杆菌具有毒力,可引起疾病。科学家将可以导致人类腹泻的大肠杆菌按其致病特点分为五类:肠致病性大肠杆菌、肠产毒性大肠杆菌、肠侵袭性大肠杆菌、肠出血性大肠杆菌和肠黏附性大肠杆菌。

  肠出血性大肠杆菌可分泌一些毒素。其中一种毒素与志贺氏痢疾杆菌分泌的毒素相同,被称为志贺毒素,是大肠杆菌致病的主要毒素。这些毒素不仅可以损伤肠黏膜,导致人类腹泻和出血性肠炎,还可以穿透肠壁,进入血流,导致红细胞溶解、血小板凝集和微血管阻塞。这种溶血性病变在肾脏表现得尤为突出,可使人出现急性肾衰竭,被称为溶血尿毒综合征。

  近30年来,引起出血性肠炎的病原菌主要是大肠杆菌O157:H7,所以德国最初认为这场腹泻疫情仍是大肠杆菌O157:H7所致。直到一周前,德国医生才惊讶地发现,导致这次欧洲腹泻疫情的祸首原来是另一类型的大肠杆菌——O104∶H4。

  追根溯源找到新线索

  大肠杆菌O104∶H4并非一种新的细菌,但以前很少有它作恶的记录。

  2006年,韩国一位29岁女性因腹痛和血水样腹泻入院治疗,住院两天后并发溶血尿毒综合征。医生化验她的大便证实,导致她疾病的元凶是以前没有报道过的O104:H4型大肠杆菌。此前,从未有过该型大肠杆菌导致大规模出血性肠炎疫情的情况。看来,以前这种病毒似乎是无“毒”的,现在人们开始对这株细菌追根寻祖。

  几天前,我国华大基因研究院和德国汉堡-埃本德多夫大学医疗中心的科学家发现,本次引起德国乃至欧洲大肠杆菌疫情的O104:H4型大肠杆菌与德国10年前从腹泻病人大便中分离到的大肠杆菌01-09591和2002年中从长期腹泻的艾滋病患者大便中分离到的大肠杆菌55989有高度的相似性。因此,很可能是从这些高度相似的细菌变异而来的。

  无“毒”大肠杆菌如何变有“毒”

  细菌的遗传物质中,除染色体外,还有一些被称为质粒的遗传物质。具有毒力质粒的大肠杆菌就是有“毒”的大肠杆菌。这种毒力质粒不仅可以直接遗传给它们的后代,还可以传给其他细菌,使其他细菌获得“毒”性。

  毒力质粒可通过一种被称为噬菌体的病毒传播。这种病毒很“温和”,不会造成大肠杆菌死亡。它只是寄生于大肠杆菌体内,利用大肠杆菌的遗传物质复制,再释放出来,感染新的细菌。但这些噬菌体并不是等闲之辈,它常常带有大肠杆菌志贺毒素的基因,并决定大肠杆菌的毒性。不仅如此,它还可以导致大肠杆菌变异,使没毒的大肠杆菌变成有毒的大肠杆菌。噬菌体在细菌体内复制的过程中,有时会错误地把细菌的遗传物质装配到自己的遗传基因中复制,有时又会在离开原来的宿主细菌时顺便从细菌体内带走某段基因。变种并带着细菌遗传基因的噬菌体再感染其他细菌,就可导致细菌突变。如果它把有毒的大肠杆菌基因带到原来无毒的大肠杆菌体内,这种大肠杆菌便获得了产毒的基因,从此变得有毒了。

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