IT|霍乱不是甲类传染病吗,为啥武大的病例不危险?( 二 )
霍乱是由霍乱弧菌引起的 。但实际上,霍乱弧菌的大多数感染者都是无症状或仅有轻微症状,只有O1和O139两种血清型的霍乱弧菌能够引起大规模疫情 。因此大可不必看到“霍乱”二字就慌张,而要看病菌的毒力如何 。
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关于武汉大学一例霍乱病例处置情况的通报
霍乱毒素——恐怖分子的大杀器
所谓毒力(virulence),是指病原体对宿主造成损害的能力,或称致病力 。细菌可以通过黏附(结合宿主或细胞表面)、定殖(在特定位置进行繁殖)、侵入(进入机体或细胞)、免疫抑制(抑制宿主免疫系统对自身的清除)和毒素(有毒物质)这五方面来致病 。
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图4:细菌导致宿主疾病的基本过程 。细菌任何有利于自身完成上述过程的因素均可称为毒力因子 。[4]
严重的、致死性的霍乱病例腹泻时排出高度液态的“米泔水”状粪便,未得到救治的霍乱患者每天可能产生10-20升的米泔水样粪便 。照这个速度,一个80公斤的汉子,四五天就要流干了 。是什么让高致病性的霍乱具有如此毒性呢?
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图5:同样是霍乱,有些菌株可能就是个“润肠通便”,而有些菌株却能“吸粉百万” 。图源|1912年法国杂志《小新闻报》(Le Petti Journal)的封面 。
这个问题直到二十世纪中叶才被印度科学家桑布·纳特·德(Sambhu Nath De,1915-1985)所解决:他发现了霍乱毒素(Cholera toxin,CTX) 。桑布·纳特·德使用在兔子身上进行的回肠环结扎术,建立了研究腹泻的动物模型 。简而言之,就是在禁食排空肠道的兔子身上找到长长的回肠,然后使用数个回肠环来结扎回肠,将兔回肠分成数个不连通的区段,在每个分隔开的回肠区段内注射可能导致腹泻的细菌,如果这种细菌能够导致腹泻,肠壁就会释放大量液体到回肠腔内;这些液体又因回肠环的阻隔而积累在相应的回肠区段内 。如此,通过比较积液的多少即可检测细菌导致腹泻的能力 。另外,他还将霍乱弧菌培养物的上清(去掉细菌后的液体)注入到兔回肠环结扎模型中,结果发现,不存在霍乱弧菌的液体也能导致严重的腹泻 。
这个实验证明,霍乱弧菌可以释放某种物质,从而导致严重腹泻 。这种物质就是霍乱毒素(Cholera toxin,CTX) 。后来的研究证明,霍乱毒素是一种蛋白质,人们以霍乱毒素作为抗原,制作疫苗,也可以预防霍乱 。霍乱毒素作为疫苗的应用也同样证明,霍乱的主要毒力因素是霍乱毒素,只要能够中和霍乱毒素,霍乱弧菌就难以造成严重的疾病 。
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图6:印度科学家桑布纳德及后来解析的霍乱毒素结构
霍乱毒素是一种六聚体,是由一个A酶亚基和五个B受体结合亚基组成的,可写作AB5 。A部分是“最大乱原”,而B则为A进入细胞充当“引狼入室”的角色 。受体结合亚基B可以通过结合人体肠细胞表面组分(主要是神经节苷脂,其他聚糖也可)撬开进入细胞的大门 。一旦霍乱毒素进入细胞之后,酶亚基A就可以捣乱了 。通俗的讲,酶亚基A可以使细胞内处于稳态的信号分子水平急剧增加(通过结合Arf6最终使腺苷酸环化酶持续工作,产生大量cAMP),从而使细胞表面的氯离子通道毫无节制的“开闸放氯”(在cAMP信号通路刺激下,氯离子通道CFTR异常激活) 。细胞膜内外本来正常的离子水平差异被打破,过多氯离子释放到细胞外的同时,水、钾和钠离子也被迫分泌到肠道内,造成水和无机盐离子的大量丢失 。一言以蔽之,霍乱毒素可以溜进肠道细胞内,打开阀门,让人一泻千里,失魂落魄 。
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