鉤端螺旋體外膜蛋白的研究概況

張連英　丁朋曉　楊正久　譚立志

[摘要] 鉤端螺旋體外膜蛋白是鉤端螺旋體外膜的重要組成成分，也是鉤體一種重要的抗原分子。既有免疫原性又有免疫保護作用。大量的研究表明，鉤體外膜蛋白是鉤體重要疫苗分子之一?，F就鉤端螺旋體外膜蛋白的研究情況作一綜述。

[關鍵詞] 鉤端螺旋體；成分；疫苗分子；研究情況

[中圖分類號] R377.5 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-0616（2013）09-44-02

鉤端螺旋體（簡稱鉤體）是一種細長、柔軟、呈螺旋狀的原核細胞型微生物。外膜是鉤體的一種重要結構，可以維持鉤體的螺旋狀，而且有鉤體抗原分子分布在外膜中。鉤體的外膜還與鉤體的致病性、吸附性及免疫性有關。鉤體外膜蛋白是鉤體外膜的一種重要化學成分，研究表明鉤體外膜蛋白的結構、類型不同可導致鉤體具有不同的致病能力。所以，通過研究問號狀鉤體外膜蛋白的生物學特征，有利于鉤體疫苗的研制和鉤體致病機制的探討。

1 鉤體外膜及外膜蛋白的研究進程

鉤體外膜第一次分離是在1972年，由Auran完成。分離后用致病鉤體株和非致病鉤體株的外膜分別注入動物體內，實驗表明用不同毒力的鉤體株需要不同的劑量，而且產生的免疫效果也不同[1]。我國鉤體外膜的分離是在1988年，經研究表明不同致病性鉤體，其外膜蛋白的分子結構明顯也不同[2]。進一步研究表明，鉤體外膜蛋白的含量在不同毒力的鉤體株間也有著顯著的不同[3]。而且鉤體外膜化學成分多，很難把外膜蛋白分離純化出來[4]。直到1991年鉤體外膜蛋白從流感傷寒型鉤體株中分離出來，并純化該蛋白質后發現在不同毒力鉤體間都存在，將其命名為OmpL1[5]，1997年張燕華等[6]從賴型鉤體中分離純化出了外膜蛋白OmpL39。從1996年開始連續發現了幾種外膜脂蛋白，但是對鉤體外膜蛋白的研究進程還是比較緩慢。

2 鉤體外膜蛋白的類型及生物學特點

鉤體外膜蛋白是鉤體外膜中的重要成分，具有致病性和免疫原性。鉤體外膜蛋白有以下3種類型：第1種為有10個跨細胞膜結構的跨膜蛋白OmpL1；第2種是有脂盒結構、量最多、不跨細胞膜的外膜脂蛋白，這一種外膜蛋白有LipL32[7]、LipL36[8]、LipL41[9]、LipL21[10]；第3種為可以連接鉤體內外膜的外周膜蛋白LipL45[11]；第4種是既沒有跨細胞膜又沒有脂盒的OmpA，其中OmpA中有Loa22[12]、Omp52[13]等。

2.1 跨細胞膜蛋白OmpL1

OmpL1是第一個在問號狀鉤體發現的，而且是唯一的穿膜蛋白。包含320個氨基酸，31 kDa的分子量，963bp的結構基因，結構基因里有一個前導肽和酶切位點。前導肽有24個氨基酸，酶切位點是I類引導肽酶。Shang等[9]、Exner等也研究發現OmpL1是一種穿孔蛋白，有毒力的鉤體中都有OmpL1，而無毒力的鉤體中不存在OmpL1。

2.2 鉤體外膜脂蛋白

外膜脂蛋白是鉤體含量最多的蛋白，大多存在有毒力的鉤體中。堿基序列和氨基酸序列高度保守，氨基酸序列中有一個信號肽和信號肽的切割位點。切割位點位于鉤體外膜的外側或者內側。外膜脂蛋白根據蛋白的分子量來命名，如分子量是21 kDa的LipL21。還有LipL32、LipL36和LipL41，這些蛋白可能與鉤體的致病有關。LipL21只位于鉤體外膜表面的蛋白，在任何條件下都可以表達[14]，信號肽在氨基酸的末端，由17個氨基酸組成。LipL32位于鉤體細胞膜的外膜，是含量最多的脂蛋白，信號肽由19個氨基酸構成。其氨基酸序列和堿基序列在致病鉤體中高度保守。LipL36位于鉤體外膜，但不分泌到鉤體的表面，信號肽由20個氨基酸構成。LipL36的表達受溫度調節，在30℃時可以表達，當溫度上升到37℃時不表達。而且球霉素也可以抑制LipL36的表達。LipL41位于鉤體細胞膜的內外膜表面，信號肽由19個氨基酸構成。LipL41的表達同樣受到球霉素的抑制。

2.3 鉤體外周膜蛋白LipL45

LipL45與鉤體細胞膜的內外膜相連接，可以幫助脂蛋白的分泌和運輸。LipL45的分子量是45 kDa，氨基酸是388個，結構基因是1164 bp。信號肽由21個氨基酸組成。經研究證實LipL45是一種與鉤體毒力相關的蛋白，而且在其羧基端有一個分子量為31 kDa的抗原。

2.4 鉤端螺旋體OmpA蛋白

具有OmpA結構的鉤體外膜蛋白有Loa22和Omp52。Loa22是由Nobuo等[15]研究發現的新蛋白，其羧基端編碼OmpA。Loa22有195個氨基酸，結構基因由585 bp組成。Nobuo Koizumi和朱海龍等研究發現Loa22存在所有致病性鉤體中，而且其氨基酸序列和堿基序列在所有的致病鉤體中高度保守。Loa22還可以維持鉤體的形態和結構。Omp52由1317 bp組成，編碼456個氨基酸，存在致病鉤體中，而且高度保守。在非致病鉤體中不表達的。

3 鉤體外膜蛋白的致病性和免疫性

鉤體可以粘附人體的皮膚和黏膜，通過破損的皮膚黏膜進入體內，引起肝肺出血，甚至引起腎衰竭。鉤體引起多種組織器官損傷與鉤體產生的毒素和多種細胞因子有關。細胞因子的分泌需要鉤體外膜蛋白與細胞膜上的Toll樣受體結合。當鉤體外膜蛋白與Toll受體結合后可以刺激細胞產生腫瘤壞死因子、白介素-6和白介素-8[16]。這些細胞因子可以誘發炎癥反應，使人體體內電解質紊亂、細胞損傷。鉤體外膜蛋白可以誘導人體產生體液免疫應答。鉤體外膜蛋白可以刺激機體產生抗體IgG，而且對同型鉤體具有保護作用[17]。鉤體外膜蛋白還可以誘導人體產生細胞免疫應答，研究證明鉤體外膜蛋白可以誘導人體產生腫瘤壞死因子、干擾素和白介素等細胞因子[18]。

鉤體是鉤端螺旋體病（簡稱構體?。┑牟≡w，鉤體病呈世界流行。我國是受鉤體病嚴重危害的國家之一。研制出高效的鉤體疫苗是預防鉤體病最有效的措施。但是，目前研制出來的疫苗不能產生很好的免疫保護作用。鉤體外膜蛋白在所有的致病鉤體中保守，具有很好的免疫性，所以研究鉤體外膜蛋白就有助于鉤體疫苗的研制。而且，2003年賴型賴株的致病鉤體基因組測序完成有利于鉤體外膜蛋白的研究[19]，可以通過對鉤體外膜蛋白的研究為鉤體病的預防提供理論依據。

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（收稿日期：2013-04-15）