扩展产气荚膜梭菌毒素型分型的概述

钟建辉，纪甜甜，杨文霞，李 瑶

(西北农林科技大学动物医学院，陕西 杨凌 712100)

0 引言

产气荚膜梭菌是一种重要的病原微生物，主要引起畜禽坏死性肠炎和人的气性坏疽等病，致病力强，传播速度快，严重危害动物及人类健康[1]。这些疾病的关键特征是其大多数是细胞外的强力蛋白毒素的产生介导的。这些毒素通常与特定的疾病综合征有关。自1933年Wilsdon根据梭菌产生毒素的血清中和试验将产气荚膜梭菌分为A、B、C、D四型以来，Wilsdon的毒物分型方案已被修改了3次[2]。对涉及食物中毒的产气荚膜梭菌菌株进行流行病学调查，开发了血清学分型方法，从而有了广泛认可的A～E五型分法。但该方法需要超过91种抗血清，并且大多数菌株无法分型。且根据毒素基因和遗传特征分型比血清分型更可取。因此需要更新当前的毒物分型方案以提高其流行病学意义和诊断价值。

1 扩大毒物分型方案的原则

梭菌分型系统的扩展一直是许多研究人员多年来讨论的主题。在2017年8月在美国安阿伯举行的第十届梭菌的分子生物学和发病机制国际会议上提出扩展分型系统的共识并得到认可。已经达成共识的主要原则是，所需要的是在现有毒素的分型系统的基础上进行扩展，而不是采用全新的方案，而且扩展的方案将会更容易被诊断和研究重点实验室接受并得到更广泛的使用。

主要原则是：①新的毒素类型必须是唯一的。它必须包含一部分不属于现有毒素分型方案的新型毒素。②毒素基因是在质粒上还是在染色体上均可。③建立的毒素型B至E具有优先权。也就是说，属于新毒素型的菌株不能产生β毒素，ε毒素或α毒素。④新的毒素型必须基于疾病，且必须满足科赫法则，已被明确证明与人或动物中的特定疾病有关。

2 两种新的毒素型

Robert Fagan[3]等人根据上述建立的指南提出了最新的产气荚膜梭菌分型方案，增加了两种新的分型，即分别为F型产气荚膜梭菌和G型产气荚膜梭菌。

2.1 F型产气荚膜梭菌

F型产气荚膜梭菌被定义为携带 α 毒素和CPE基因且在产生孢子形成CPE，但不携带β 毒素、ε 毒素和 ι 毒素结构基因的分离菌株。这些菌株已有证据显示参与人食物中毒和非食源性产气荚膜梭菌介导的腹泻，包括一些与抗生素相关性的腹泻病例。有充分的流行病学证据证明这些菌株与产气荚膜梭菌介导的食物中毒和一些非食源性腹泻相关。此外，CPE分子科赫法则也已被证实。有实验表明，F型产气荚膜梭菌的浓缩培养上清液可在兔肠坏死疾病模型中导致积液和黏膜损伤，这与通过等位基因交换分离出的cpe突变体不同。这些菌株原被称为A型产气荚膜梭菌的CPE阳性菌株，将它们命名为F型产气荚膜梭菌将为不同菌株的临床和流行病学分析提供可靠的基础。这种命名法变化的结果是A型产气荚膜梭菌食物中毒将重命名为F型产气荚膜梭菌食物中毒。

2.2 G型产气荚膜梭菌

G型产气荚膜梭菌是指产α毒素和NetB毒素，但不产β毒素、ε毒素和ι毒素的分离株。已证实G型产气荚膜梭菌是鸡的坏死性肠炎的原因。NetB毒素在这种疾病中起重要作用的遗传证据再次明确，并且得到了流行病学证据的支持。分子科赫法则同样得到了验证。产NetB毒素的产气荚膜梭菌会引起亚临床性坏死性肠炎病变。针对NetB基因的特异性突变消除了引起这些病变的能力，再通过与NetB基因反式互补的野生型得到恢复。目前，这些菌株被称为禽坏死性肠炎A型产气荚膜梭菌株，而将它们命名为G型产气荚膜梭将为这些分离株的诊断和流行病学分析提供坚实的基础。

3 结语与展望

产气荚膜梭菌自发现与确定命名以来，经历了若干次毒素分型方案的修改。这里对一种更新的毒素分型方案进行介绍，该方案结合了2种新的毒素型，即F型产气荚膜梭菌和G型产气荚膜梭菌。当然，将未知的产气荚膜梭菌分离株命名为A至G的毒素型，应基于对其DNA分析，即应该包括检测编码特定类型毒素的结构基因。近些年来，国内基于特定编码的毒素结构基因检测定型产气荚膜梭菌的方法也得到更多的普及和认可[4]。同时，产气荚膜梭菌会产生至少20种胞外毒素和水解酶，在上述新扩展毒素分型方案中仅提到了其中6种。所以，在将来显然会有更多的毒素基因会被列入毒素分型方案中，比如近期被研究的NETF和BEC。随着毒素分型方案的不断更新，人们对产气荚膜梭菌的致病机理以及诊断防治的认识也将会不断地扩充。