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噬菌蛭弧菌、噬菌体和细菌素(4)

2020.9.07
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王辉

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噬菌体侵入宿主细胞进行系列合成反应时,宿主菌细胞本身进行了一系列工作,以修复噬菌体侵入所引起的创伤,并加固胞壁的结构,阻止细胞质的继续渗出。噬菌体巧妙地利用宿主菌细胞的“机器”而有效地合成自身。

(三)细菌素对敏感菌株的作用

细菌素的作用范围很窄,与噬菌体一样有很强的特异性。有的细菌素只对某菌株有活性,只对产生细菌素的近缘关系的细菌产生作用。被作用的菌株是对细菌素敏感的菌株,敏感菌株的细胞表面有特异的细菌素受体。细菌素吸附在敏感细菌菌株细胞的特异性受体上,从而把敏感菌株杀死,但不引起菌株溶解。细菌素的致死活性可在吸附后,7~10min内通过胰蛋白酶的消化来完成。如果在次于最适生长下发生细菌素吸附时,则菌株的细胞出现一种暂时的“免疫性”,而用诱导剂的细胞产生的细菌素的“免疫性”就会失去。

细菌素的作用部位主要是在细菌的细胞膜上的特异受体。细菌吸附在细胞膜上后,能影响细胞的代谢功能。用放射性同位素标记技术研究大肠菌素时发现标有放射性同位素的大肠菌素残留在细菌的细胞膜上。因此认为细菌素主要在细菌细胞膜上发挥其生物活性作用。而不是进入细胞内。细菌素吸附在菌株细胞上主要抑制细菌的DNA、RNA和蛋白质的合成。有些细菌可穿入细胞内,对核糖体30S亚单位起作用,使其降解,进而抑制蛋白质合成,使细胞呼吸缓慢,引起抑制作用。弧菌素对敏感菌DNA的合成有抑制作用,同时RNA和蛋白质的合成仍然继续,但合成速度减慢。

细菌素对菌株作用的特异性是由敏感菌细胞表面有特异的接受器所决定的。这种接受器在电镜下可观察到或免疫力反应检测得以验证。用特异的抗血清保护敏感菌株不受细菌素作用。敏感菌株提取物中所含有的物质及完整的敏感细菌能吸附细菌素,并有中和作用使细菌素失去活性。用提纯的细菌素也能中和抗细菌素的形成。

细菌对于敏感菌株的作用,是细菌素致死性颗粒吸附在敏感菌株细胞的表面特异性受体上,使细胞代谢受到干扰,抑制细菌的生长。这种反应是不可逆的,其结果是敏感菌株被杀死,但原细胞不发生溶解。这与蛭弧菌、噬菌体溶菌作用是不同的。细菌素的杀菌速度与其浓度呈正比,单个细胞素颗粒能够杀死一个敏感菌株的细胞。有人发现大肠菌素可阻遏噬菌体的发育,推测大肠菌素和噬菌体可能存在一个共同的受体。

五、应用范围

(一)蛭弧菌的噬菌性及其应用

蛭弧菌对革兰阴性菌中大部分菌株都有裂解作用。如沙门菌属、假单胞菌属、欧文菌属等裂解率为75%~99.96%。对部分阳性菌也有裂解作用,但枯草杆菌不能被裂解。蛭弧菌不仅对人体病原菌有裂解作用,而且对动、植物病原菌也有较强的裂解作用,如对嗜水气单胞菌的裂解率为90%以上。为此人们认为,蛭弧菌可被用来防治人类、动植物病菌所带来的危害。

蛭弧菌对污水的净化作用已证实,它可以清除河水中的沙门菌、不凝集弧菌、大肠杆菌、浮球衣菌等,清除率为92.8%~97.4%。目前已普遍认为,蛭弧菌可控制或减少致病菌对环境水源的污染,从而预防一些常见疾病和发生,尤其是肠道传染病的发生和流行,保护人体健康。

蛭弧菌对动物是不致病的,对小鼠、豚鼠和家兔等动物无毒性作用,就是用于猴肾、HeLa细胞培养亦不引起任何细胞病变。蛭弧菌制剂外用有预防动物角、结膜炎的作用。雏鸡口服可防止白痢病的发生和流行,其效果与抗生素的作用一致。而且对仔鸡有增重作用,一般为8.23%~15.66%。蛭弧菌制剂在鱼池中,可净化细菌,减低鱼类的发病率,且效果也很显著。

但蛭弧菌不能象噬菌体、细菌素一样用于细菌的分型或传染源的追踪,这与其对宿主特异性相差有关。

(二)噬菌体的应用

噬菌体分型技述目前已广泛的被采用。1938年,颜春晖首次报道伤寒沙门菌的Vi噬菌体分型法,这个方法后来成为噬菌体作细菌分型的一个模型。噬菌体分型技术在流行病学追踪传染源方面有独特的作用。如弧菌噬菌体分型、沙门菌噬菌体分型、金葡菌噬菌体分型、白喉杆菌噬菌体分型、绿脓杆菌噬菌体分型等。

噬菌体对宿主细胞的吸附有很强的特异性,有人利用这一特性,用噬菌体治疗某些感染性疾病。如利用绿脓杆菌噬菌体可有效的抑制绿脓菌的感染。用药途径以体表感染外用效果最佳,次之腔道喷雾,以口服治疗效果最差。何晓青等近年来利用噬菌体鉴定肠杆菌科细菌得到了满意的结果,为沙门菌的检测提供了极大的方便。

噬菌体作为生物材料等在生物研究中已广泛应用,如大肠杆菌噬菌体等。

(三)细菌素和应用

细菌素对细菌的分型也已被广泛采用。细菌素分型与血清学分型是完全不同的,两者之间无任何关系。细菌素是利用细菌细胞表面特异性受体作用。目前采用细菌素分型方法的有埃希菌属、沙门菌属、志贺菌属、绿脓杆菌、梭状芽胞杆菌和产气克雷伯菌等。细菌素分型在细菌学研究及流行病学调查中有一定的价值。

六、结束语

蛭弧菌、噬菌体和细菌素之间有许多类似之处,但三者均有其独特的特性,可以从许多不同的方面加以比较(附表)。

蛭弧菌、噬菌体和细菌素对敏感细胞的作用,在许多方面都是类似的。蛭弧菌吸附宿主菌也可能有特定的受体,噬菌体和细菌素吸附宿主必须特异的受体,而且在菌株中噬菌体和细菌素的受体可能是共同的受体。蛭弧菌、噬菌体和细菌素作用宿主菌的结果,均可导致宿主细胞的死亡。蛭弧菌和噬菌体利用宿主细胞提供的物质并在其体内生长,最终释放出新的子代,宿主菌细胞破裂。细菌素作用于宿主细胞,干扰细胞代谢,抑制细菌生长,敏感菌株被杀死,但细胞不溶解。


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