軍團(tuán)菌病是由軍團(tuán)菌科細(xì)菌所致的肺部感染,。在最新的一期《自然》雜志上，來自耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)表的研究結(jié)果顯示,，導(dǎo)致軍團(tuán)菌病的細(xì)菌的蛋白質(zhì)能夠引誘它們自己的分子“coffin”并將其輸送到細(xì)胞中一個(gè)安全的地方,，以確保細(xì)菌的存活。
這篇文章的通訊作者,、耶魯微生物病理學(xué)教授Craig Roy表示,，這種看似簡單的生物能夠利用新的詭計(jì)來迷惑我們，從而使它能操縱我們身體中抵御細(xì)菌感染的細(xì)胞,。
軍團(tuán)菌?。↙egionnaire’s disease）在1976年被命名。當(dāng)時(shí)在參加美國退伍軍人協(xié)會的一個(gè)會議的人群中爆發(fā)了肺炎,。導(dǎo)致這種肺炎的細(xì)菌即Legionella pneumophila能在人體巨噬細(xì)胞中自我復(fù)制,。巨噬細(xì)胞能夠通過將細(xì)菌運(yùn)送到儲存囊泡中來殺死細(xì)菌。
而這種病菌的特殊之處就在于它能夠控制巨噬細(xì)胞在吞下細(xì)菌后形成的空泡的轉(zhuǎn)運(yùn),。它能劫持這種囊泡并指引其被運(yùn)送到富含營養(yǎng)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中,，在那里，這種細(xì)菌開始高速繁殖,。Roy和同事鑒定出涉嫌這項(xiàng)“搶劫案”的Legionella蛋白質(zhì),。
他們發(fā)現(xiàn)一種叫做DrrA的蛋白質(zhì)能夠啟動一種叫做Rab1的分子開關(guān)，并破壞其功能,。這使得軍團(tuán)菌能夠融合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和囊泡中,，從而形成一根“包廂”以確保細(xì)菌能夠存活下來。他們還發(fā)現(xiàn)第二種蛋白——LepB能夠在細(xì)菌成功進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)時(shí)關(guān)閉Rab1開關(guān),。
軍團(tuán)菌目前發(fā)現(xiàn)已有40多種,，60多個(gè)型別。它廣泛存在于自然界,，如湖水,、井水、自來水供水系統(tǒng)、中央空調(diào)的冷卻塔,、家用淋浴器以及各種人造水景觀,、溫泉水等。軍團(tuán)菌在外界水環(huán)境中存活力強(qiáng),，在30~60℃的環(huán)境中可以迅速生長,。在污染的蒸餾水和自來水中，可分別存活139天和415天,。被污染的水如果形成氣溶膠漂浮于空氣中,，可以通過空氣感染人。軍團(tuán)菌肺炎在社區(qū)獲得性肺炎的病原中排在前三位,，而醫(yī)院內(nèi)感染的肺炎有四分之一屬于此類,。其傳播方式為：1.吸入氣溶膠。2.攝入被污染的水,，包括冷卻塔,、冷凝器、瀑布,、溫泉水,、噴水池、淋浴,、自來水,、加濕器水中。最主要傳播途徑為中央空調(diào)冷卻塔和室內(nèi)的供水系統(tǒng),，尤其是熱水系統(tǒng),。
真正讓人感到憂慮的是軍團(tuán)菌導(dǎo)致的死亡率高達(dá)20%。病死率如此之高,，是由于它缺乏典型的臨床表現(xiàn),。許多病人初期癥狀多樣，一般以高熱,、腹瀉及中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂而起病,，病情發(fā)展迅速，絕大多數(shù)抗生素治療無效,，而一旦延誤診治,，病人很快就因呼吸衰竭而死亡。軍團(tuán)菌肺炎的潛伏期大約為2~12天,，發(fā)病初期多無上呼吸道癥狀,，僅有發(fā)熱(體溫可達(dá)39℃以上)、畏寒,、肌肉酸痛,、干咳無痰或少痰,，但后期以肺病為主，持續(xù)和進(jìn)行性高熱,、干咳,、寒戰(zhàn)、血淋巴細(xì)胞減少,，胸片顯示多為單側(cè)肺炎,，經(jīng)青霉素、頭孢菌素等大多數(shù)抗生素治療無效,。嚴(yán)重者可出現(xiàn)呼吸衰竭、意識障礙及多器官衰竭,。吸煙者和慢性疾病,、免疫力低下、尤其是接受激素類藥物治療的病人為高危人群,。軍團(tuán)菌肺炎一般多發(fā)生在夏季,，與其它多種原因引起的肺炎有著明顯的季節(jié)區(qū)別。市民一旦發(fā)現(xiàn)自己有上述類似癥狀要及時(shí)就醫(yī),，早診斷,、早治療。由于軍團(tuán)菌侵入寄居于肺泡之中,，使許多非脂溶性抗生素失去用武之地,，只有脂溶性抗生素如紅霉素、利福平才能滲透到肺泡內(nèi)殺滅軍團(tuán)菌,。
軍團(tuán)菌感染與被污染的家用淋浴器和中央空調(diào)系統(tǒng)密切相關(guān),。它們產(chǎn)生的細(xì)小氣溶膠可直達(dá)人體肺泡，引起感染,。故應(yīng)避免在含氣溶膠水霧環(huán)境中長期滯留,，夏季淋浴噴頭開啟后，應(yīng)先放掉部分存水,，以避免可能含有的高濃度軍團(tuán)菌帶來的危害,。需要提醒的是家用空調(diào)不具備冷卻水系統(tǒng)，因而不適合軍團(tuán)菌生長,，不傳播軍團(tuán)菌肺炎,。目前尚無有效的軍團(tuán)菌疫苗用于預(yù)防，只能靠徹底清洗冷卻水塔和淋浴器來消除軍團(tuán)菌及提高自我保護(hù)意識,，增強(qiáng)體質(zhì),，避免過度疲勞，提高機(jī)體的抗病能力,。
原始出處:
Nature advance online publication 21 October 2007 | doi:10.1038/nature06336; Received 8 September 2007; Accepted 4 October 2007; Published online 21 October 2007
Legionella pneumophila proteins that regulate Rab1 membrane cycling
Alyssa Ingmundson1, Anna Delprato2, David G. Lambright2 & Craig R. Roy1
Section of Microbial Pathogenesis, Yale University School of Medicine, Boyer Center for Molecular Medicine, 295 Congress Avenue, New Haven, Connecticut 06536, USA
Program in Molecular Medicine and Department of Biochemistry and Molecular Pharmacology, UMASS Medical School Two Biotech, 373 Plantation Street, Worcester, Massachusetts 01605, USA
Correspondence to: Craig R. Roy1 Correspondence and requests for materials should be addressed to C.R.R. (Email: [email protected]).
Rab1 is a GTPase that regulates the transport of endoplasmic-reticulum-derived vesicles in eukaryotic cells. The intracellular pathogen Legionella pneumophila subverts Rab1 function to create a vacuole that supports bacterial replication by a mechanism that is not well understood. Here we describe L. pneumophila proteins that control Rab1 activity directly. We show that a region in the DrrA (defect in Rab1 recruitment A) protein required for recruitment of Rab1 to membranes functions as a guanine nucleotide dissociation inhibitor displacement factor. A second region of the DrrA protein stimulated Rab1 activation by functioning as a guanine nucleotide exchange factor. The LepB protein was found to inactivate Rab1 by stimulating GTP hydrolysis, indicating that LepB has GTPase-activating protein activity that regulates removal of Rab proteins from membranes. Thus, L. pneumophila encodes proteins that regulate three distinct biochemical reactions critical for Rab GTPase membrane cycling to redirect Rab1 to the pathogen-occupied vacuole and to control Rab1 function.
