沙門氏菌致病性及檢測的研究進展

宋佳春 周寧 麗敏

作者單位：1. 014030 內蒙古 包頭，包頭市第四醫院檢驗科；2.包頭市腫瘤醫院檢驗科

沙門菌屬是一類常見的腸道致病菌，可引發人類及動物(家畜、鼠類及禽類等)致病。根據Kauffmann-White分型方案，目前沙門氏菌血清型已經超過2 500多種，其中感染人類的沙門血清型有1 400多種，我國已發現的沙門菌菌型約200多種[1]。沙門菌感染源主要來自于受污染的病畜及帶菌者。這類細菌于外界環境中的適應能力強，在自然環境的糞便中可能存活1～2個月，污染肉類和乳制品后沙門菌可存活數月，甚至在腌制品中亦能存活2～3個月。夏、秋兩季，沙門菌是引起人類食物中毒致病菌中較為常見的細菌種類，可引發急性胃腸炎、傷寒、副傷寒、菌血癥或敗血癥等疾病[2]。其中，傷寒和副傷寒沙門菌是感染人類的主要類型。隨著人們生活水平的日益提升，盡管食品安全受到越來越高地重視，但全球每年由沙門氏菌引發急性胃腸炎病例仍有近1.15億次，致死病例為37萬[3]。尤其在南非、印度及亞洲欠發達地區，傷寒沙門菌感染已成為全世界范圍內的重要公共衛生問題[4-5]。2014年美國發生了由黃瓜作為污染源導致新港沙門菌感染爆發的報道[6]。長期帶菌的機體一旦排出病菌，就會造成周圍環境的污染，致使環境呈有菌狀態，在條件適宜時就會引發疾病的發生和流行。為了讓人們更多地了解沙門菌的致病特性及感染入侵過程，繼而有效切斷沙門氏菌傳播途徑，預防沙門氏菌感染，本文從檢驗學角度對該菌入侵途徑、致病機理、檢測方法等方面作一概述。

1 沙門氏菌的入侵途徑及致病性

1.1 沙門氏菌的入侵途徑 沙門菌是否引發疾病取決于被感染機體免疫狀態和侵入的細菌數量、種類和致病性等因素。根據侵入機體方式的差異，可將這類菌大致分為侵襲性沙門菌和非侵襲性沙門菌。侵襲性沙門菌是通過識別腸黏膜上皮細胞中捕獲抗原的微褶皺細胞(M細胞)而進入上皮下組織；非侵襲性沙門菌的侵入則利用樹突細胞打開上皮細胞間的緊密聯接，從打開的縫隙中伸出樹突，將腸腔中的細菌直接攝入[7]。侵入機體后菌體在腸系膜淋巴組織和吞噬細胞中存活并繁殖，嚴重者經淋巴液、血液系統進入肝、脾等組織，造成全身性感染。對于不同血清型的沙門菌來說，其所致的疾病類型亦有所不同，如傷寒沙門菌和副傷寒沙門菌感染主要導致腸熱癥，而豬霍亂沙門菌感染多引發急性胃腸炎等疾病[8]。

1.2 沙門氏菌的致病性 傷寒是沙門菌中較為常見的菌種，它所具有的Vi抗原是一種酸性多糖聚合體，很不穩定，一般認為與毒力有關。Vi抗原能夠有效保護菌體在感染機體中生存下來。腸道中該抗原能夠抵抗腸道的高滲微環境；在血液中通過Vi抗原的血清抗性避免補體系統的溶解作用；還能抵抗宿主吞噬細胞的吞噬作用[9]。Vi抗原在保護菌體免受宿主不同免疫機制的清除作用中發揮著重要作用。進一步的研究認為，沙門菌毒力因子在細菌的入侵、繁殖、擴散、致病、毒性等方面發揮著至關作用[10]。沙門菌毒力因子由染色體上毒力島SPI、染色體上非SPI毒力因子和質粒毒力因子組成。而沙門菌所包含的19個毒力島中就有85個毒力基因。對毒力基因的深入研究將有助于掌握沙門菌的進化規律，在闡述致病機理、評估致病風險等方面有重要意義。有研究認為，自噬現象在沙門菌感染中適度激活有利于清除胞內感染病原菌、減輕細胞損傷,沙門菌質粒毒力基因spvB通過調控細胞自噬水平來控制感染性疾病[11]。

2 檢測方法

2.1 細菌培養、鑒定 傳統培養法是將采集的標本接種于適于細菌生長的培養基上，提供其生長所必須的條件，如適宜溫度、濕度、氣體環境等，符合特定條件的細菌就會生長繁殖長出菌落。鑒定方法則一般采用生化試驗和血清學分型，因不同種類的細菌對生化試驗有著不同的反應，因此根據試驗反應性的差異判斷其歸屬哪類細菌。該法的局限性在于手工操作復雜、技術要求嚴格、培養較為費時，多數細菌培養與鑒定檢測周期需要花費約4 d的時間，生長緩慢的菌落所耗費的時間甚至更長。醫學實驗室進行細菌的培養與鑒定多采用該傳統方法進行檢測，這類方法也是沙門菌檢驗的基準方法。各地區采用該法較為普遍的原因在于檢測成本相對低，準確性較好。在沙門菌培養基中加入某些特異性酶底物，當有特異性酶作用時可呈現顏色變化，對于可疑沙門菌則更易識別[12]。這種顯色培養法使用起來更為方便，且操作簡單，可大大縮短檢測時間，還能減少假陽性菌所產生的可疑菌落，簡化了檢測流程，可節省一定的人力和物力。目前顯色培養法多用于研究領域中，由于成本較普通培養成本高，適合食品及突發公共衛生事件的快速檢測[13]。

2.2 免疫學檢測法 沙門菌免疫學檢測方法大致可分為：膠乳凝集法、膠體金試紙法、酶聯免疫吸附實驗(ELISA)、斑點酶聯免疫層析法(Dot-ELISA)、免疫磁珠分離法等[14]。這些方法的原理是對檢測標本中特異性抗原或抗體進行檢測。免疫學檢測方法優點在于不需要對細菌進行分離培養及純化步驟，檢測流程較為方便。免疫法中膠體金試紙法使用起來方便，快捷，但敏感性一般；ELISA相對金標試紙條敏感性有所增加，所需時間較后者長，對人員素質和設備要求相對高一些。免疫磁珠分離技術是利用磁珠上包被的特異性抗體與抗原發生反應，將目標抗原分離。該法靈敏度高，可將檢測時間縮短至幾個小時，在食源性致病菌檢測中有較好的應用前景[15]。

2.3 分子生物學檢測 隨著分子生物學診斷技術的快速發展，分子生物學檢測技術得到廣泛的應用和肯定。聚合酶鏈反應(PCR)技術、核酸探針技術、基因芯片技術、環介導等溫擴增技術、熒光定量PCR等技術均可應用于沙門菌檢測，檢測方法的日益更新已經實現高通量低成本，快速精準的檢測。PCR法檢測沙門菌的原理是對特定靶基因引物在適宜條件下進行擴增，通過檢測核算產物確定菌種。通常將沙門菌種屬特異性基因作為靶基因，設計出特異性引物。該法具有特異性強、靈敏度高，測定速度快等優點[16]。多重PCR與傳統生化學測定、血清分型在鼠傷寒沙門氏菌、腸炎沙門氏菌、雞沙門氏菌和雞白痢沙門氏菌的對比研究顯示，該法在鑒別和區分沙門氏菌血清型中被認為是簡單、快速、準確的。食品衛生沙門菌檢驗中采用環介導等溫擴增技術(LAMP)已經證實有較好的敏感性和特異性，并且操作過程簡單，能夠大大縮短檢測時間，在食品衛生檢測中有更高的應用價值，但是該法對引物設計要求較高，這也是LAMP技術能否成功的關鍵因素[17]。

2.4 基質輔助激光解析電離飛行時間質譜(MALDI-TOF MS) MALDI-TOF MS是近年來出現的一類質譜技術，該法對微生物中特異性核糖體蛋白進行軟電離，隨后將形成的特異性蛋白指紋圖譜與現有的各類微生物的蛋白指紋圖譜庫進行匹配，以確定目標菌的種類。該法圖譜庫資源豐富，可用于常規條件下難以鑒定的細菌。梁達煒等[18]研究顯示，無論在以上何種培養基上培養的細菌，MALDI-TOF MS法均能準確鑒定到沙門菌菌屬，足以滿足臨床對沙門菌的檢測需求。經核算MALDI-TOF MS的耗材成本較Vitek2法低3倍，其花費的檢測時間卻僅僅為Vitek2所用時間的1/7，解決了傳統微生物鑒定中耗時長的缺點[19]。MALDI-TOF MS配合Strain Solution? ver.2蛋白分型軟件在血清型水平發揮著精確和詳細辨析微生物的極大潛力，優越性超出常規的指紋圖譜方法，Ojima-Kato等[20]用MALDI-TOF MS檢測了患者和食品中的共116株來自23種不同血清型的沙門氏菌，結果該法在臨床及食品安全領域能夠快速、精確地做到微生物血清水平分型檢測。

3 總結

隨著分子生物技術的快速發展，沙門菌研究提升至分子及基因層面，致病機理的揭示能夠幫助人們了解疾病的發展及演變過程。檢測手段的發展及更新有助于及時、快速、準確地明確診斷疾病，為采取治療節省寶貴時間。當然，了解了沙門菌的傳播途徑和入侵機理對于提前采取預防措施顯得更加重要。為此，一方面要注重食品安全，控制攜帶或感染沙門氏菌的病畜及肉類流入市場，同時加強豬肉、禽肉、蛋制品的衛生監管，通過切斷沙門菌傳播途徑，防止沙門菌的擴散傳播；另一方面，繼續開發和研究新型疫苗是預防和控制沙門氏菌的重要措施。目前，減毒沙門菌活載體在病毒疫苗、細菌疫苗、寄生蟲疫苗及腫瘤疫苗的應用研究表現出很好的廣闊前景，該法正在得到廣泛的研究和討論。在腫瘤研究領域，具有良好的侵襲性和專一趨向性的減毒沙門菌活載體，將攜帶功能性質?？蓮慕臃N部位積聚于腫瘤部位，并且在腫瘤部位通過選擇性復制效應阻礙腫瘤細胞的生長，繼而可能激活腫瘤細胞的“自殺”或凋亡。