猪链球菌毒力因子简介
刘耀川等
摘要：猪链球菌病给养猪业带来巨大损失，感染致病菌猪链球菌是最主要病因。对猪链球菌及毒力相关因子进行了介绍，以期加深对猪链球菌病的认识，并为该病的防控提供帮助。
关键词：猪链球菌；毒力因子；致病因子
中图分类号：S858.28 文献标识码：B 文章编号：1007-273X（2015）03-0007-02
猪链球菌可致各品系、年龄及性别的猪感染。尤以3～12周龄的仔猪最易感染。急性猪链球菌病以败血症为主要特征，在血液中能够分离到大量病菌。慢性多呈散发，以呼吸困难及关节炎症为主。该病全年均可发生，7～10月份易出现大规模流行且死亡率高，给养殖业带来巨大经济损失[1]。本文对猪链球菌及其主要的毒力因子进行了介绍，为该病防治及其致病机理研究提供参考。
1 猪链球菌
猪链球菌（Streptococcus suis）为革兰氏阳性兼性厌氧菌，菌体为卵圆形或圆形，无芽孢及鞭毛，具有菌毛和荚膜。根据荚膜抗原将其分为35个血清型，即1-34型及1/2型。其中1、1/2、2、7、9及14型为引起猪链球菌病的主要血清型[2]。该菌抵抗力较强，可用1%来苏儿或5%的漂白粉溶液将其杀灭。
2 猪链球菌毒力因子
根据细菌致病力不同将猪链球菌分为强毒株、弱毒株及无毒株。致病力强弱与毒力因子有关。毒力因子主要包括荚膜多糖（CPS）、胞外因子（EF）、甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）、溶血素（SLY）、溶菌酶释放蛋白（MRP）、谷氨酸脱氢酶（GDH）、纤粘连蛋白结合蛋白（FBPS）、粘附素、IgG结合蛋白及毒力相关因子orf2等。
2.1 荚膜多糖（Capsular polysaccharide，CPS）
CPS具有抗吞噬功能，能够保护细菌不被各种吞噬细胞所吞噬，其中包括鼠李糖、半乳糖、葡萄糖、唾液酸及N2-乙酰葡萄糖胺。有试验表明，无荚膜多糖的猪链球菌完全无毒力，极易被吞噬细胞所吞噬。且当荚膜多糖缺失时，菌体的疏水性增强，也更容易被吞噬细胞吞噬。各血清型猪链球菌的CPS编码基因的同源性较低，目前只发现1和14型、2和1/2型、2和9型有部分CPS编码基因同源性较高[3]。
2.2 溶血素（Suislysin，SLY）
猪链球菌在血液培养基上的溶血性较弱，其分泌的溶血素又称猪溶素，属于硫醇激活的毒力家族，其编码基因在染色体中为单拷贝，编码蛋白含有497个氨基酸，分子质量为54 kD[4]。人红细胞对其最为敏感，其次为马、羊、牛、猪的红细胞。通过对其侧链氨基酸基团进行化学修饰研究发现，色氨酸、组氨酸和精氨酸是该溶血素的必须基团，对其溶血能力起决定性作用。
2.3 胞外因子（Extracellular proteinfacter，EF）
胞外因子的蛋白分子质量为110 kD，存在于培养细菌的上清中，主要为1、2、1/2、14及15型菌株产生。胞外因子及胞外因子相关蛋白存在部分重复区，其数量和排列情况均不相同，部分重复区域的氨基酸序列具有较高的保守性[5]，而其他的重复区的变异性较大。重复区较高的变异性可能是细菌逃避宿主免疫系统的机制之一。
2.4 溶菌酶释放蛋白（Muramidase-released protein，MRP）
MRP又称类M蛋白，仅存在于细胞表面，其编码基因MRP包括3 468 bp的开放阅读框，2型菌株所产蛋白分子质量为136 kD，1型菌株MRP蛋白分子质量约为120 kD。其前端的47个氨基酸具有明显信号肽特征。该蛋白为线形表面大分子，一端能够锚定于细胞壁，另一端能够向外部伸展，其与细菌的粘附性有关。同时试验证明MRP能够诱导细胞凋亡，凋亡率为18%[6]。研究表明，半乳糖可以作为MRP的拮抗剂。用半乳糖对MRP进行处理后发现菌体完全失去黏附力。
2.5 谷氨酸脱氢酶（Glutamate dehydrogenase，GDH）
在猪链球菌中发现了一个45 kD的蛋白，通过对其编码基因DraI进行比对发现，该蛋白与其他物种中的谷氨酸脱氢酶蛋白的同源率极高，并具有典型的功能区，因此将该蛋白命名为猪链球菌GDH。其在SS2内为保守蛋白，在其他猪链球菌分离株中也有较高的免疫原性。核酸序列分析发现，该基因包含一个开放阅读框，能够编码分子质量为48.8 kD，含448个氨基酸残基的蛋白[7]。该蛋白分布于猪链球菌表面，使用全菌对动物进行免疫后，能够得到很高的抗体滴度。猪链球菌GDH蛋白具有免疫原性，且有较高的保守性，因此根据其基因设计特异性引物进行PCR检测，可将猪链球菌与其他链球菌进行分离。
2.6 纤粘连蛋白结合蛋白（Fibronectin-bining protein，FBPS）
FBPS与细菌定植能力有关，对细菌的致病性有决定性的影响。据报道，该类蛋白能够与人的血纤维原蛋白及纤粘连蛋白结合。通过对FBPS缺失菌株的研究发现，缺失株的致病力大大减弱。但FBPS在不同靶器官中的致病能力也不尽相同，如在关节及CNS中，FBPS对定植的影响较大，缺失株不能够引起机体感染。而在扁桃腺中，FBPS对定植的影响较小，缺失株与正常株的定植能力无区别。FBPS是一种无锚结构的粘附素，能够与纤连蛋白结合。其N端87-165aa位置的结构为具有纤连蛋白结合能力的线性活性单位。FBPS广泛分布于猪链球菌各个血清型中（除32及34型）[8]，因此具有作为交叉保护疫苗的潜力。
2.7 甘油醛-3-磷酸脱氢酶（Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase，GAPDH）
GAPDH为39 kD的表面单位，与链球菌属的表面脱氢酶具有95.6%的同源性。该蛋白通常存在于细胞的胞浆中，少量存在于细胞壁。GAPDH与细菌对宿主细胞的粘附力有关，该蛋白的缺失株对宿主细胞的粘附能力明显降低。同时GAPDH也与猪链球菌与宿主细胞间的信号传导有关[9]。
2.8 粘附素
粘附素与猪链球菌的毒力有关，其主要包含3种，第1种存在于所有猪链球菌中，分子质量为18 kD，纯化后具有较高的免疫原性且能够抑制机体对细胞的杀灭能力。第2种能够与白蛋白结合，在感染时能够增强细菌毒力，但对细菌的毒力不起决定性作用。第3种为分子质量为60 kD的热休克蛋白，该蛋白为一种普遍存在于猪链球菌中的抗原，呈细丝状结构，直径约为4 nm[10]，存在于菌体细胞表面及细菌培养液中。
2.9 IgG结合蛋白
猪链球菌IgG结合蛋白能够与人和猪的IgG-Fc端结合，其与IgG的结合能力低于蛋白A和蛋白G，但能与蛋白A及蛋白G竞争结合IgG。猪链球菌IgG结合蛋白能够与鸡的IgG发生特异性结合[5]，其他种属的IgG则不能。猪链球菌IgG结合蛋白中，分子质量为44 kD的蛋白为重要的毒力因子，高致病性菌株缺失编码该蛋白的基因后丧失致病力。
2.10 毒力相关因子orf2
在猪链球菌中发现的毒力相关序列V10中，包含两个完整阅读框及两个不完整的阅读框，命名为orf1-orf4，其中orf1、orf3及orf4与已知其他基因有同源性，orf2则为一个新的致病性相关阅读框[9]，其功能尚未可知，推测为毒力基因。针对orf2设计引物检测发现，该阅读框在猪链球菌中普遍存在[10]。
3 小结
猪链球菌病给养猪业带来巨大经济损失，对其进行有效防控已然成为当务之急。通过对其致病菌猪链球菌的特点及毒力因子的深入了解，能够为该病的防控、治疗提供理论基础。并为针对其毒力因子生产适当的疫苗免疫开辟新的思路。
参考文献：
[1] 罗隆泽，李燕春，郭宗琪，等. 猪链球菌选择性培养基研究[J]. 预防医学情报杂志，2007，23 （5）：511-514.
[2] 赵 冉，孙建和，陆承平. 猪链球菌国内分离株毒力因子的分布特征[J]. 上海交通大学学报，2006，24（6）：495-498.
[3] 马建华，魏建忠. 猪链球菌毒力因子研究进展[J]. 动物医学进展，2014，35（8）：95-99.
[4] 曲祖乙，史丽华，徐晓丽. 猪链球菌的分离与鉴定[J]. 现代畜牧兽医，2007（12）：36-38.
[5] 王彩先，刘华栋，詹丽娥，等. 猪链球菌的分离鉴定及独立分析[J]. 中国兽医学报，2014，34（6）：936-941.
[6] 陈 瑶，张雅为，王宏燕. 猪链球菌2型研究进展[J]. 现代畜牧兽医，2010（7）：72-74.
[7] 赵肖灵. 猪链球菌病预防控制措施[J]. 现代畜牧兽医，2010（12）：21.
[8] 郑 峰，王长军，曾海攀，等. 猪链球菌基因芯片检测方法的研究[J]. 中国人兽共患病学报，2008，24（1）：38-41.
[9] 王花茹，王长军，唐家琪，等. 猪链球菌种及其主要致病血清型多重PCR检测方法的建立[J]. 畜牧兽医学报，2008，39（6）：837-841.
[10] 权根花，许 惠. 猪链球菌病的研究进展[J]. 现代畜牧兽医，2007（3）：50-53.
