布鲁菌病研究进展(1)
摘要：布鲁菌病是由布鲁菌感染引起的人兽共患传染病。布鲁菌是一种革兰染色阴性的兼性胞内寄生菌。该病原借助其含有的毒力因子侵入宿主体内并复制繁殖，同时宿主通过一系列免疫应答抵抗其杀伤作用。但目前尚无安全有效的疫苗用于本病的防治，本文综述了布鲁菌病的研究进展，为其疫苗的研制提供指导方向。
关键词：布鲁菌，布鲁菌病，毒力因子，免疫应答
布鲁菌有独特的病原特点，它可以通过多种途径进入人或动物体内，给人们的经济和生活带来了巨大影响。
1 布鲁菌病原特点
布鲁菌是一种革兰氏阴性短杆菌，根据感染宿主不同可以分为多种类型，包括猪布鲁菌、牛布鲁菌、羊布鲁菌、犬布鲁菌等。不同的病原感染与其相对应的宿主，引起布鲁菌病。布鲁菌侵入宿主后通过多种机制抵抗宿主免疫杀伤作用，从而在宿主体内形成慢性持续性感染。
, 百拇医药
2 布鲁菌毒力因子
布鲁菌能感染宿主并在其体内复制繁殖主要依靠其携带的毒力因子的作用，包括脂多糖(LPS)、IV型分泌系统、BvrR/BvrS双组分调控系统、应激反应蛋白，鞭毛等等[1]。
2.1 脂多糖
LPS在细菌粘附宿主细胞和入侵过程发挥关键作用，它已被公认为最主要的毒力因子，光滑型布鲁菌的LPS可以将细胞外部抗原呈递给MHCⅡ抗原呈递系统，借此逃避细胞内部免疫系统对它的吞噬作用[2]，而粗糙型布鲁菌抵抗吞噬能力很弱，容易被吞噬。
2.2 Ⅳ型分泌系统
Ⅳ型分泌系统是由virB操纵子编码，virB操纵子是布鲁菌在胞内经吞噬溶解小体酸化后诱导产生的，布鲁菌胞内复制及持续寄生感染是由virB操纵子直接介导的[3]。布鲁菌与胞质中的内质网融合促进布鲁菌空泡(BCV)成熟，从而抑制吞噬溶酶体融合，这一过程需要Ⅳ型分泌系统的参与，所以Ⅳ型分泌系统使布鲁菌逃避了溶酶体的吞噬。
, 百拇医药
2.3 BvrR/BvrS双组分调控系统
BvrR/BvrS双组分调控系统通常由组氨酸蛋白激酶和反应调控蛋白组成，并且已发现它参与从渗透调节到抗生素产生的生物学途径[4]。Manterola等的研究表明bvr突变体进侵入细胞后不能阻止吞噬体和溶酶体的融合，而且不能在巨噬细胞中繁殖，从而导致细菌外膜的构成改变和对表面活性剂的敏感性增加，这可能导致脂质A的酰化减少[5]。研究表明，双组分调控系统也可以调节养分吸收和氮代谢[6]。尽管BvrR/BvrS双组分调控系统的毒力作用如此重要，人们对它的调控基因和由此系统感知的环境信号却知之甚少。
2.4 应激蛋白
布鲁菌的应激蛋白种类很多，包括SOD酶、H2O2酶、分子伴侣DnaK，GroEL、蛋白酶HtrA等，它们的主要作用是帮助进入宿主的细菌适应巨噬细胞内的恶劣环境，从而逃避免疫应答并在胞内繁殖[7]。
, 百拇医药
2.5 鞭毛
布鲁菌虽然是非运动的微生物，但最近研究表明它有鞭毛，如果用鞭毛突变体感染小鼠巨噬细胞，表现为小鼠感染模型的持续减少，这表明鞭毛在布鲁菌病的发病机制中有重要作用，但它不参与布鲁菌进入细胞[6]。
3 抗布鲁菌病免疫应答
布鲁菌侵入宿主后可引起免疫应答反应，包括固有免疫应答和适应性免疫应答。
3.1 固有免疫应答
固有免疫应答是宿主抵御病原体的第一道防线，当布鲁菌感染宿主后，其病原相关分子模式(pathogen-associated molecular pattern，PAMP)可以与固有免疫细胞表面的模式识别受体(pattern recognition receptor，PRR)结合，激活宿主的固有免疫应答。宿主固有免疫细胞包括巨噬细胞、树突状细胞(DC)、肥大细胞等。
, 百拇医药
3.1.1 巨噬细胞
巨噬细胞是重要的固有免疫应答细胞，可以通过产生各种细胞因子(如TNF-α，IL-1，IL-6、IL-12等)来抵抗病原体感染。布鲁菌侵入宿主后优先感染巨噬细胞，但其可以通过多种机制(如抑制巨噬细胞活化和分泌细胞因子、抑制吞噬溶酶体的形成、抑制巨噬细胞凋亡等[8])抵抗巨噬细胞的杀伤作用，从而在其中大量繁殖，形成慢性持续性感染。巨噬细胞也是抗原提呈细胞，但布鲁菌感染宿主后却抑制其抗原提呈过程。
3.1.2 树突状细胞
DC是重要的抗原提呈细胞，布鲁菌感染宿主后可以虽然可以通过识别DC表面的PRR与其结合，但部分DC识别后却不能被有效激活。研究表明若机体内巨噬细胞被局部清除后，DC可以被更好的激活以捕获和提呈抗原。推测可能巨噬细胞被清除后细菌分解破裂，而这些碎片中含有的布鲁菌抗原成分被DC捕获，从而促使DC激活和成熟并提呈抗原启动适应性免疫应答。
, http://www.100md.com
3.1.3 肥大细胞
肥大细胞是重要的固有免疫细胞，在机体抗肿瘤、抗感染和引发超敏反应过程中发挥重要作用。细菌感染后肥大细胞活化并脱颗粒释放组胺、白细胞介素、干扰素等多种物质引发炎症反应。研究表明猪布鲁菌S2株感染体外培养的肥大细胞后，S2株粘附在肥大细胞表面诱导其脱颗粒释放组胺，但不能引起INF-γ和IL-12的释放，并且S2株感染后可以诱导TLR4的表达量增加，说明TLR4可能参与对布鲁菌的识别[9]。
3.2 适应性免疫应答
宿主感染后可以通过抗原提呈细胞(如巨噬细胞，DC等)提呈抗原启动适应性免疫应答。DC中的半胱天冬酶2(Caspase-2)控制胞内布鲁菌的存活和复制，并参与细胞因子的产生和DC的激活和成熟并启动T细胞免疫应答。布鲁菌诱导Th1细胞产生细胞因子和适应性的Th1免疫反应，这对清除布鲁菌感染至关重要，研究表明IFN-Υ是抵抗巨噬细胞感染的主要细胞因子。, 百拇医药(高微 石梦雅 袁丽云 齐畅 赵健 王策 郑培)
关键词：布鲁菌，布鲁菌病，毒力因子，免疫应答
布鲁菌有独特的病原特点，它可以通过多种途径进入人或动物体内，给人们的经济和生活带来了巨大影响。
1 布鲁菌病原特点
布鲁菌是一种革兰氏阴性短杆菌，根据感染宿主不同可以分为多种类型，包括猪布鲁菌、牛布鲁菌、羊布鲁菌、犬布鲁菌等。不同的病原感染与其相对应的宿主，引起布鲁菌病。布鲁菌侵入宿主后通过多种机制抵抗宿主免疫杀伤作用，从而在宿主体内形成慢性持续性感染。
, 百拇医药
2 布鲁菌毒力因子
布鲁菌能感染宿主并在其体内复制繁殖主要依靠其携带的毒力因子的作用，包括脂多糖(LPS)、IV型分泌系统、BvrR/BvrS双组分调控系统、应激反应蛋白，鞭毛等等[1]。
2.1 脂多糖
LPS在细菌粘附宿主细胞和入侵过程发挥关键作用，它已被公认为最主要的毒力因子，光滑型布鲁菌的LPS可以将细胞外部抗原呈递给MHCⅡ抗原呈递系统，借此逃避细胞内部免疫系统对它的吞噬作用[2]，而粗糙型布鲁菌抵抗吞噬能力很弱，容易被吞噬。
2.2 Ⅳ型分泌系统
Ⅳ型分泌系统是由virB操纵子编码，virB操纵子是布鲁菌在胞内经吞噬溶解小体酸化后诱导产生的，布鲁菌胞内复制及持续寄生感染是由virB操纵子直接介导的[3]。布鲁菌与胞质中的内质网融合促进布鲁菌空泡(BCV)成熟，从而抑制吞噬溶酶体融合，这一过程需要Ⅳ型分泌系统的参与，所以Ⅳ型分泌系统使布鲁菌逃避了溶酶体的吞噬。
, 百拇医药
2.3 BvrR/BvrS双组分调控系统
BvrR/BvrS双组分调控系统通常由组氨酸蛋白激酶和反应调控蛋白组成，并且已发现它参与从渗透调节到抗生素产生的生物学途径[4]。Manterola等的研究表明bvr突变体进侵入细胞后不能阻止吞噬体和溶酶体的融合，而且不能在巨噬细胞中繁殖，从而导致细菌外膜的构成改变和对表面活性剂的敏感性增加，这可能导致脂质A的酰化减少[5]。研究表明，双组分调控系统也可以调节养分吸收和氮代谢[6]。尽管BvrR/BvrS双组分调控系统的毒力作用如此重要，人们对它的调控基因和由此系统感知的环境信号却知之甚少。
2.4 应激蛋白
布鲁菌的应激蛋白种类很多，包括SOD酶、H2O2酶、分子伴侣DnaK，GroEL、蛋白酶HtrA等，它们的主要作用是帮助进入宿主的细菌适应巨噬细胞内的恶劣环境，从而逃避免疫应答并在胞内繁殖[7]。
, 百拇医药
2.5 鞭毛
布鲁菌虽然是非运动的微生物，但最近研究表明它有鞭毛，如果用鞭毛突变体感染小鼠巨噬细胞，表现为小鼠感染模型的持续减少，这表明鞭毛在布鲁菌病的发病机制中有重要作用，但它不参与布鲁菌进入细胞[6]。
3 抗布鲁菌病免疫应答
布鲁菌侵入宿主后可引起免疫应答反应，包括固有免疫应答和适应性免疫应答。
3.1 固有免疫应答
固有免疫应答是宿主抵御病原体的第一道防线，当布鲁菌感染宿主后，其病原相关分子模式(pathogen-associated molecular pattern，PAMP)可以与固有免疫细胞表面的模式识别受体(pattern recognition receptor，PRR)结合，激活宿主的固有免疫应答。宿主固有免疫细胞包括巨噬细胞、树突状细胞(DC)、肥大细胞等。
, 百拇医药
3.1.1 巨噬细胞
巨噬细胞是重要的固有免疫应答细胞，可以通过产生各种细胞因子(如TNF-α，IL-1，IL-6、IL-12等)来抵抗病原体感染。布鲁菌侵入宿主后优先感染巨噬细胞，但其可以通过多种机制(如抑制巨噬细胞活化和分泌细胞因子、抑制吞噬溶酶体的形成、抑制巨噬细胞凋亡等[8])抵抗巨噬细胞的杀伤作用，从而在其中大量繁殖，形成慢性持续性感染。巨噬细胞也是抗原提呈细胞，但布鲁菌感染宿主后却抑制其抗原提呈过程。
3.1.2 树突状细胞
DC是重要的抗原提呈细胞，布鲁菌感染宿主后可以虽然可以通过识别DC表面的PRR与其结合，但部分DC识别后却不能被有效激活。研究表明若机体内巨噬细胞被局部清除后，DC可以被更好的激活以捕获和提呈抗原。推测可能巨噬细胞被清除后细菌分解破裂，而这些碎片中含有的布鲁菌抗原成分被DC捕获，从而促使DC激活和成熟并提呈抗原启动适应性免疫应答。
, http://www.100md.com
3.1.3 肥大细胞
肥大细胞是重要的固有免疫细胞，在机体抗肿瘤、抗感染和引发超敏反应过程中发挥重要作用。细菌感染后肥大细胞活化并脱颗粒释放组胺、白细胞介素、干扰素等多种物质引发炎症反应。研究表明猪布鲁菌S2株感染体外培养的肥大细胞后，S2株粘附在肥大细胞表面诱导其脱颗粒释放组胺，但不能引起INF-γ和IL-12的释放，并且S2株感染后可以诱导TLR4的表达量增加，说明TLR4可能参与对布鲁菌的识别[9]。
3.2 适应性免疫应答
宿主感染后可以通过抗原提呈细胞(如巨噬细胞，DC等)提呈抗原启动适应性免疫应答。DC中的半胱天冬酶2(Caspase-2)控制胞内布鲁菌的存活和复制，并参与细胞因子的产生和DC的激活和成熟并启动T细胞免疫应答。布鲁菌诱导Th1细胞产生细胞因子和适应性的Th1免疫反应，这对清除布鲁菌感染至关重要，研究表明IFN-Υ是抵抗巨噬细胞感染的主要细胞因子。, 百拇医药(高微 石梦雅 袁丽云 齐畅 赵健 王策 郑培)