Bệnh do liên cầu khuẩn ở lợn (tr.2)
Các yếu tố gây độc và kháng nguyên của vi khuẩn S. suis
Trong khi liên cầu khuẩn ở lợn có tới 35 týp huyết thanh thì những hiểu biết của con người về các yếu tố độc lực của nó chưa nhiều. Hầu hết các nghiên cứu đều tập trung vào 2 týp huyết thanh 1& 2. Đây là những cản trở để trong nghiên cứu bệnh lý học và sản xuất vac-xin phòng bệnh.
Cho ra đời loại vacxin phòng bệnh có hiệu quả cao nhằm hạn chế thiệt hại kinh tế do bệnh gây ra còn gặp nhiều khó khăn. Để đạt được điều đó, chắc chắn rằng việc làm sáng tỏ mức độ ảnh hưởng của mỗi yếu tố kháng nguyên trong từng điều kiện môi trường cụ thể đóng vai trò quan trọng hay nói cách khác ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài (như nhiệt độ, pH, nồng độ ion, tiếp xúc vi khuẩn với vật chủ v.v. ) đến biểu hiện ra kiểu hình của các gene mã hóa các yếu tố kháng khuyên của vi khuẩn cần được quan tâm.
Mục lục
Yếu tố bám dính[sửa]
Các protein vi khuẩn thuộc nhóm có tác dụng xúc tiến hay làm tăng cường khả năng bám dính thông qua galactose, N-acetylgalactosamine và sialic acid được xác định bằng phản ứng ngăn trở ngưng kết hồng cầu.
Alpha2-3 poly-N-acetyllactosamin glycan được xác định là receptor của chủng S.suis có ái lực với sialic acid.
Chủng S.suis kết hợp với galactose có khả năng nhận biết chuỗi disaccharide (Galactosiyl- alpha1-4Galctose (Gal alpha 1-4Gal) có mặt trong trihexosylceramid (GbO3)- yếu tố bề mặt hồng cầu và nhiều mô khác nhau trong cơ thể lợn và người đồng thời có thể đóng vai trò như những receptor cho quá trình gắn kết của các chủng ưa galactose khi vi khuẩn hiện diện trong biểu mô khí quản.
Cho đến nay yếu tố bám dính thông qua Gal alpha 1-4Gal đã được xác định.
Một số yếu tố bám dính thông qua tương tác với albumin, plasminogen, fibronectin, fibrinogen, Fc receptor của IgG cũng đã được nghiên cứu. Thêm albumin vào môi trường nuôi cấy vi khuẩn làm tăng độc lực của vi khuẩn khi tiêm vào chuột nhắt. Điều này cho thấy vai trò của các yếu tố môi trường đối với độc lực vi khuẩn. Thí nghiệm cũng đã chứng minh khả năng kết hợp của S. suis với plasimogen của lợn và người. S. suis kết hợp được với fibronectin và fibrinogen của người được xúc tác bởi các protein kết hợp tương ứng có tên fibrocentin-binding protein và fibrinogen-binding protein. Các gene mã hóa cho các protein này cũng đã được xác định trên một số chủng liên cầu khuẩn. Mặc dù các protein này không liên quan đến sự cư trú của liên cầu khuẩn tại hạch hạnh nhân nhưng có thể có tác dụng xác định sự khu ở các cơ quan khác (trong các nghiên cứu sử dụng liên cầu khuẩn được gây đột biến).
Ngoài các yếu tố bám dính nêu trên, một protein có kích thước 60 kDa liên quan với heat shock protein 60 (có ở hầu hết các chủng liên cầu khuẩn) có tác dụng đến sự kết hợp của S. suis với IgG lợn, bò, thỏ, chuột...
Polysaccharide vỏ vi khuẩn[sửa]
S.suis sở hữu lớp vỏ polysaccharide (capsular polysaccharide - CPS)chắc chắn. Việc định týp vi khuẩn dựa trên đặc điểm của lớp vỏ này. Trong 35 týp huyết thanh, các týp 1,2,7 và 9 được cho là có liên quan nhiều hơn đến bệnh do liên câu khuẩn. Tuy nhiên, khả năng nhiễm đa týp cũng có thể sảy ra. Lớp vỏ týp 1 bao gồm các loại đường: Galactose, glucose, N-acetyl glucosamine, N-acetyl galactosamine và sialic acid. Ở týp 2, N-acetyl glucosamine được thay thế bằng rhamnose. Đặc điểm cấu trúc của lớp vỏ nhiều týp khác chưa được nghiên cứu sâu.
Nếu gây đột biến các gene mã hóa cho các polysaccharide lớp vỏ, vi khuẩn sẽ không còn khả năng gây độc và bị tế bào thực bào tiêu diệt trong diều kiện in vitro. Nhiều nghiên cứu cũng đã chứng minh rằng các polysaccharide lớp vỏ có khả năng bảo vệ vi khuẩn chống lại các tế bào thực bào. Polysaccharide lớp vỏ được củng cố nếu tiêm vi khuẩn vào xoang phúc mạc của chuột và lợn. Nếu thêm huyết thanh vào môi trường nuôi cấy vi khuẩn cũng làm tăng cường tổng hợp polysaccharide lớp vỏ.
Nhiều loại vi khuẩn không có lớp vỏ như Streptococcus pneumoniae, kháng thể chống lại lớp vỏ có khả năng chống sự nhiễm trùng. Với S. suis, hiểu biết về tính kháng nguyên của lớp vỏ còn hạn chế. Thí nghiệm kiểm tra đáp ứng miễn dịch đối với kháng nguyên vỏ không thành công. Kháng thể đơn dòng đối với sialic acid của lớp vỏ làm tăng tỷ lệ các đơn bào có khả năng thực bào của lợn nhưng không thể hiện rõ ràng ở chuột. Làm bất hoạt bằng formalin dẫn đến tăng kháng thể chống lớp vỏ trong khi dùng vacxin từ chủng đột biến (không còn lớp vỏ) bất hoạt bằng formalin cũng không mang lại khả năng bảo hộ hoàn toàn. Có thể cho rằng polysaccharide lớp vỏ vi khuẩn đóng vai trò một trong những yếu tố cân thiết giúp vi khuẩn chống lại các hàng rào bảo vệ của cơ thể?
Như vậy:
- Polysaccharide lớp vỏ vi khuẩn đóng vai trò quan trọng trong quá trình bệnh lý do S. suis.
- Một số chủng vi khuẩn có lớp vỏ nhưng không có tính gây bệnh.
- Một số chủng không có lớp vỏ nhưng vẫn có đọc lực cao.
Rõ ràng tìm hiểu những yếu tố khác của vi khuẩn rất cần thiết trong nghiên cứu phòng chống bệnh.
Protein giải phóng muramidase protein và yếu tố ngoại bào[sửa]
Protein giải phóng muramidase protein (muramidase-released protein; MRP) và yếu tố ngoại bào (extracellular factor; EF) hiện diện ở hầu hết các chủng vi khuẩn phân lập từ động vật bị bệnh nhưng tần số xuất hiện của chúng không cao ở các động vật truyền bệnh.
MFP và EF cũng được coi là các yếu tố chỉ thị cho týp 2. Các chủng vi khuẩn có độc lực yếu cũng có khả năng sản sinh MRP và biến thể của EF (ký hiệu là EF*). Với các chủng thuộc týp 2, năm allen của gene may hóa EF đã được xác định. Biến thể MRP nhỏ (small MRP; MRPs) hiện diện ở týp 1 và MRP lớn (large MRP; MRP*) ở týp 9. Các chủng Canada không có MRP và EF. Có nghiên cứu gây nhiễm trên lợn cho rằng týp 1 và 2 đột biến thiếu hoàn toàn hai protein này có độc lực chẳng khác gì vi khuẩn thể hoang dại. Tuy vậy vai trò của chúng trong đáp ứng miễn dịch cần được làm sáng tỏ bằng các thí nghiệm gây nhiễm thực nghiệm tiếp theo.
Suilysin[sửa]
Suilysin là một yếu tố gây dung huyết dưới tác động của thiol được mã hóa bởi gene sly của S. suis. Protein suilysin thuộc nhóm các độc tố kết hợp với cholesterol và có độ tương đồng lớn với pneumolysin (yếu tố dung bào của Streptococcus pneumoniae).
Gene sly có mặt ở hàu hết các týp. Nghiên cứu của Takamatsu và cs (2002) cho rằng sly gene có thể có nguồn gốc ngoại lai. Suilysin có khả năng gây tổn thương tế bào và làm tăng khả năng xâm nhập của vi khuẩn (thí nghiệm được tiến hành in vitro sử dụng các tế bào biểu mô và các tế bào miễn dịch. Ngoài ra, suilysin còn có thể "khởi động" cho quá trình sản xuất và tác dụng của các cytokine. Thí nghiệm sử dụng các dạng đột biến khác nhau của sly cho thấy mức độ ảnh hưởng khác nhau của suilysin tùy thuộc vào vật chủ, loại tế bào và loại đột biến.
Tuy kháng thể chống suilysin có tác dụng bảo vệ nhất định, các thử nghiệm gây nhiễm trên động vật với các chủng mang suilysin cho rằng suilysin không phải là yếu tố thiết yếu cho độc lực của liên cầu khuẩn.
Hệ thống Arginine deminase[sửa]
Năm 2002 Winterhoff và các cộng sự đã xác định được 2 protein bề mặt vi khuẩn có kích thước 47 kDa và 53 kDa. Hai protein này có mức độ tương đồng lớn với hệ thống arginine deiminase (ADS) của S. pyogenes. 47 kDa protein tương đồng với ornithine carbamoyl transferase trong khi 53 kDa tương đồng với treptococcal acid glycoprotein (SAGP).
ADS là hệ thống enzym cung cấp ATP từ quá trình biến đổi arginine thành ornithine. Hoạt động của ADS có thể sảy ra ở độ pH thấp. Hệ thống ADS có mặt trong tất cả các chủng vi khuẩn.
Các yếu tố độc lực khác[sửa]
Chúng ta đã biết rằng có rất nhiều yếu tố có liên quan và chịu ảnh hưởng ở những giai đoạn khác nhau của quá trình bệnh lý. Cũng như vậy, đối với S.suis, gần 40 gene khác nhau đã được tìm thấy (theo Smith và cs, 2001. Các gene này ghi bản mã của các protein với các chức năng: yếu tố điều hòa, đảm nhận chức năng đối với quá trình sinh lý của bản thân vi khuẩn, vận chuyển, và cả nhóm chưa xác đinh được chức năng. Trong một nghiên cứu gây nhiễm bằng chủng S.suis có độc lực yếu và bổ sung thêm các gene từ các chủng gây bệnh đã tìm thấy chuỗi có kích thước 3kb mang thông tin quan trọng liên quan đến độc lực của vi khuẩn.
Năm 2004, Allen và cs. đã xác định yếu tố làm tan có khả năng hỗ trợ cho sự xâm nhập của vi khuẩn qua tác động đên acid hyaluronic (tương tự như tác động của nhiều loại vi khuẩn khác).
| trang trước |
| trang tiếp theo |
