肺炎链球菌的致病性及抑制方法

背景及概述^[1][2]

肺炎链球菌属于链球菌科，链球菌属，俗称肺炎球菌或肺炎双球菌。此菌广泛分布于自然界，主要寄生于人上呼吸道，大多数人的鼻咽腔有本菌存在。多数菌株不致病或致病力很弱，少部分菌株致病力较强，主要引起人的大叶性肺炎。该菌为革兰阳性球菌，呈矛头状成双排列或呈短链状。无鞭毛，无芽孢，在机体内形成荚膜，经人工培养后荚膜逐渐消失。

本菌有自溶作用，在陈旧培养基中常找不到菌体，只有革兰阴性碎片。荚膜不易着色，可用特殊方法染色。该菌具有多种抗原：种属特异性抗原 (位于细胞壁的多糖抗原)、型特异性抗原 (荚膜中多糖多聚体) 和菌体核蛋白抗原。肺炎链球菌对外界抵抗力弱，加热52～56℃ 5min即被杀死。在30g/L石炭酸溶液和1g/L升汞溶液中1～2min可被杀死。无阳光照射的干燥痰中能存活1～2个月。对磺胺和青霉素均敏感。

致病性^[2]

肺炎链球菌主要靠荚膜侵袭力致病，不产生外毒素。除引起大叶性肺炎外，还可引起支气管肺炎、心内膜炎、胸膜炎、腹膜炎、中耳炎、脑膜炎和关节炎等。肺炎链球菌呈圆形，在痰和脓液中常形成短链状，无鞭毛；在人和动物体内可产生荚膜。该菌对温度抵抗力较弱，在 52～56℃时加热15～20分钟即被杀死；对干燥的抵抗力较强，在阴暗处的干痰中可生存1～2 月。这种细菌在自然界中分布广泛，常生活在正常人的鼻腔中，多数不致病或致病力很弱，少数致病力较强。其能否致病与荚膜有密切关系，因荚膜能抵抗人体内吞噬细胞的吞噬作用而大量繁殖，引起疾病。肺炎链球菌主要引起大叶性肺炎以及气管炎、中耳炎、脑膜炎、胸膜炎、心内膜炎、败血症等疾病。典型的大叶性肺炎起病急骤，病人有高烧、寒颤，开始时有阵发性干咳，不久有少量粘液痰，随后痰变黄色，呈粘脓性。病人在发热期间，应卧床休息，吃容易消化的食物，多喝水。一般病程1～2周。预防肺炎链球菌感染关键在于养成良好的卫生习惯，保持环境卫生。必要时对体弱儿童及老年人可用疫苗进行预防注射。用细菌荚膜多糖制备的多糖疫苗进行预防，效果较好。磺胺类药物、青霉素等对肺炎等疾病的治疗较为有效。

抑制方法^[3]

肺炎链球菌的荚膜是主要毒力因子之一，对细菌在宿主体内生存具有重要意义，肺炎链球菌凭借荚膜抵御巨噬细胞吞噬，逃避机体的免疫清除。而肺炎链球 菌基因SPD_1672编码的SPD_1672假想蛋白可能参与荚膜的形成，采用BLAST program分析软件，在NCBI数据库对36个体内诱导基因进行功能域分析，发现 由基因(SPD_1672)编码SPD_1672蛋白属于膜结合蛋白，其整个保守区域(aa 28-386)与脂质A核心-O-抗原连接酶有较高的同源性，并且其中的一段 (aa260-322)与脂质A核心-O-抗原连接酶中Wzy-C(O-抗原聚合酶)高度同源，即SPD-1672蛋白可能是一种具有连接功能的膜结合蛋白。用TMHMM软件对 SPD-1672蛋白进行结构预测也提示它可能具有脂质A核心-O-抗原连接酶的结构。

如果把肺炎链球菌的SPD_1672基因缺陷后，荚膜形成可能受阻，细菌的毒力也可能减弱。构建SPD_1672基因缺陷菌发现细菌菌体减小，不成链，电镜下 观察荚膜很薄很稀疏，又通过小鼠体内毒力实验发现注射野生菌14个小时后小 鼠全部死亡，而注射缺陷菌的小鼠全部存活，且缺陷菌在腹腔内3个小时内基本 被清除，尚存的细菌荚膜不能完全回复，提示SPD_1672基因所表达蛋白是一种影响荚膜形成的毒力因子。

CN200910104370.9所述肺炎链球菌减毒活菌疫苗为含有肺炎链球菌SPD_1672基因功能缺陷的肺炎链球菌菌株的组合物。所述肺炎链球菌菌株为包括全基因缺失、基因小片段缺失、基因断裂、插入 突变、点突变等导致SPD_1672蛋白功能缺陷而形成的减毒肺炎链球菌菌株。该组合物中还具有一种或一种以上医学上可接受的佐剂，佐剂包括CT佐剂、 CTB佐剂、LT佐剂、MPL、铝佐剂、CPG、福氏完全和不完全佐剂、脱乙酞壳多糖颗粒等。

该肺炎链球菌减毒活菌疫苗可由本技术领域常规的方法制备而得：

1、用引物修饰法PCR扩增出spd1672up-erm-spd1672down片段，胶回收后备用。

2、将胶回收片段转化入肺炎链球菌D39中，得到缺陷菌。

3、提取缺陷菌DNA，用引物修饰法PCR扩增出spd1672up-erm-spd1 672down片段，胶回收后测序鉴定。

该肺炎链球菌减毒活菌疫苗具有以下优点：

一、制做工艺简单，只要缺陷菌构建好即可大量培养，成本低，周期短，能在全世界推广使用；

二、对 所有年龄组的人群都有保护效果；

三、既有细胞免疫又有体液免疫，并能诱发免疫记忆；

四、可以产生非血清型依赖的保护作用；

五、粘膜途径免疫既简便又安全。

主要参考资料

[1] 呼吸系统病学词典

[2] 科学技术社会辞典·生物

[3]CN200910104370.9 肺炎链球菌减毒活菌疫苗