肖延仁

（河北省南宮市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 055750）

1 引言

布魯氏菌病通過感染動(dòng)物的體液傳播給人類。 在幾個(gè)布魯氏菌的種屬中，最常見的是可引起嚴(yán)重慢性疾病的羊、牛和豬種布魯氏菌[1]。 其中，牛種細(xì)菌的宿主是牛和野牛，羊種布魯氏菌的天然宿主是綿羊、山羊和駱駝，豬種布魯氏菌的天然宿主是豬。

布魯氏菌進(jìn)入吞噬細(xì)胞后，不與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合，并迅速降解，表明新生蛋白的表達(dá)或分泌在細(xì)菌感染期間的運(yùn)輸是必需的。此外，使用滅活的布魯氏菌的疫苗，不能引起保護(hù)性反應(yīng)。 在布魯氏菌中發(fā)現(xiàn)了幾種調(diào)控基因表達(dá)的調(diào)控因子。 密度感應(yīng)、應(yīng)急反應(yīng)、 雙組分調(diào)節(jié)系統(tǒng)和藍(lán)光敏感性LOV-HK 蛋白參與了布魯氏菌對不同環(huán)境的適應(yīng)性反應(yīng)。

2 布魯氏菌的密度感應(yīng)系統(tǒng)

2.1 概述

密度感應(yīng)系統(tǒng)（QS）是由自身誘導(dǎo)因子和調(diào)節(jié)蛋白組成。 布魯氏菌的QS 調(diào)控許多基因的表達(dá)。 目前，對密度感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的大多數(shù)基因知之甚少， 這些基因是通過基因芯片和轉(zhuǎn)錄分析確定的。 目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些編碼轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子的基因，但編碼蛋白調(diào)控系統(tǒng)的靶基因還尚未被研究。 這些調(diào)控系統(tǒng)中IV 型分泌系統(tǒng)、鞭毛系統(tǒng)和環(huán)1，2-β-葡聚糖系統(tǒng)是已知的毒力因子，它們受密度調(diào)控感應(yīng)系統(tǒng)的調(diào)控。

3 VirB IV 型分泌系統(tǒng)

在巨噬細(xì)胞感染過程中，VirB IV 型分泌系統(tǒng)至關(guān)重要[2]。布魯氏菌在通過巨噬細(xì)胞胞飲內(nèi)化期間， 需要與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)融合建立復(fù)制環(huán)境。 在小鼠感染模型中，布魯氏菌virB 突變株是減毒的。目前，已經(jīng)對VirB 系統(tǒng)分泌的效應(yīng)分子進(jìn)行研究。 現(xiàn)在能夠確定的兩個(gè)公認(rèn)的IV 型分泌系統(tǒng)效應(yīng)蛋白是VceA 和VceC。這兩個(gè)蛋白質(zhì)的分泌依賴于VirB 進(jìn)入被感染的巨噬細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中。 早期研究數(shù)據(jù)表明，布魯氏菌通過IV 型分泌系統(tǒng)識別的效應(yīng)細(xì)胞特異性較低， 小周質(zhì)蛋白可能通過分泌裝置從細(xì)胞中漏出。 然而， 這些蛋白含有IV 型分泌系統(tǒng)特異性的C-端分泌信號，并通過布魯氏菌外膜分泌到宿主細(xì)胞的胞漿中，表明這些蛋白是IV 型分泌系統(tǒng)的效應(yīng)蛋白。

4 鞭毛系統(tǒng)

在許多細(xì)菌中， 密度感應(yīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)細(xì)菌運(yùn)動(dòng)和生物膜的形成。 雖然布魯氏菌是一種不能運(yùn)動(dòng)的病原體，但最近研究發(fā)現(xiàn)它能產(chǎn)生鞭毛[2]。 布魯氏菌的鞭毛系統(tǒng)突變株感染巨噬細(xì)胞后表現(xiàn)出與親本株相似的毒力水平， 但在小鼠感染模型中其毒力是降低的[1，3]，表明鞭毛在發(fā)病機(jī)制中起著重要作用，但并不參與細(xì)菌對宿主細(xì)胞的侵襲。

5 調(diào)節(jié)蛋白

在布魯氏菌中已經(jīng)確定出兩個(gè)密度感應(yīng)調(diào)控蛋白：VjbR 和BlxR。 VjbR 對VirB 和鞭毛基因十分重要[3]。 最近發(fā)現(xiàn)VirB 操縱子和幾個(gè)鞭毛基因的表達(dá)也需要BlxR 調(diào)節(jié)蛋白，這表明在這兩種蛋白所控制的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)存在重疊。 BlxR 缺失的突變株在巨噬細(xì)胞中表現(xiàn)出類似于vjbR 缺失突變株的生長缺陷[3]。 然而，與vjbR 基因的缺失不同，blxR 基因的缺失并不能完全減弱小鼠感染模型的毒力。 此外，blxR 突變株在小鼠模型中的傳播感染與野生型羊種布魯氏菌相似， 而vjbR 突變體在體內(nèi)感染是有缺陷的[3]。

6 應(yīng)激反應(yīng)蛋白對營養(yǎng)缺乏的應(yīng)答

布魯氏菌感染宿主細(xì)胞的一個(gè)主要障礙是吞噬體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的缺乏。 吞噬后，由于胞外營養(yǎng)成分的減少，布魯氏菌會(huì)立即停止合成周質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，并改變?nèi)人嵫h(huán)的活性。 參與氨基酸和核苷酸合成以及糖和氮代謝的布魯氏菌基因在細(xì)菌培養(yǎng)過程中是可有可無的，但在巨噬細(xì)胞感染時(shí)是必需的，這顯示了改變代謝狀態(tài)對細(xì)菌在細(xì)胞內(nèi)生長是必需的。

細(xì)菌在吞噬過程中遇到的第一個(gè)環(huán)境是一個(gè)失去營養(yǎng)物質(zhì)的酸性液泡。 VirB 表達(dá)的誘導(dǎo)是對在宿主細(xì)胞內(nèi)遇到的液泡酸化和營養(yǎng)饑餓條件的應(yīng)答。 在營養(yǎng)缺乏的條件下，誘導(dǎo)需要嚴(yán)格的反應(yīng)調(diào)節(jié)因子Rsh 和整合宿主因子（IHF）。 在布魯氏菌中的營養(yǎng)饑餓通過Rsh 誘導(dǎo)應(yīng)激反應(yīng)，增加了IHF 的水平，與布魯氏菌VirB 啟動(dòng)子結(jié)合，并在中性pH 下誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄。

7 布魯氏菌毒力因子的雙組分調(diào)控系統(tǒng)

雙組分系統(tǒng)由組氨酸和調(diào)節(jié)蛋白組成。 TCS 在布魯氏菌致病過程中發(fā)揮重要作用。 目前在布魯氏菌基因組中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了20 多個(gè)雙組分系統(tǒng)，但其功能很少有研究。

除BvrR/BvrS 外，TceS/TceR 和TcfS/TcfR 雙組分調(diào)節(jié)系統(tǒng)也是布魯氏菌致病過程中所必需的[3]。 這兩組雙組分調(diào)控系統(tǒng)在布魯氏菌中作用被最近闡明， 這兩組雙組分調(diào)控系統(tǒng)缺失株在動(dòng)物體內(nèi)和宿主細(xì)胞中的生存是由缺陷的。 另外，其缺失株對宿主細(xì)胞的毒性也是減弱的，對多粘菌素的敏感性減弱。TceS/TceR和TcfS/TcfR 調(diào)控多種基因和蛋白的表達(dá)， 是布魯氏菌十分重要的毒力調(diào)控系統(tǒng)。牛種布魯氏菌中的雙組分系統(tǒng)PdhS，參與細(xì)胞分裂的控制[4]。 布魯氏菌其他雙組分系統(tǒng)對布魯氏菌的毒力有影響，并參與調(diào)控營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和氮代謝。

多個(gè)雙組分調(diào)控系統(tǒng)參與基因調(diào)控， 包括BvrR/BvrS 介導(dǎo)的外膜成分的改變，由PdhS 介導(dǎo)的不對稱細(xì)胞分裂，以及由光感壓介導(dǎo)的應(yīng)對可見光的增加的毒力。 研究調(diào)控毒力因子表達(dá)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)，以及調(diào)控系統(tǒng)所感知的環(huán)境信號，將有助于深入了解布魯氏菌致病性的適應(yīng)機(jī)制。 此外，調(diào)節(jié)控網(wǎng)絡(luò)可能揭示病原體所使用的更多致病機(jī)制。