肠毒素（引起葡萄球菌食物中毒的致病物质）

物质简介

腹泻是全球范围内引起5岁以下幼童死亡的第二大病因，而产肠毒素大肠杆菌(ETEC)是引起腹泻的最常见病原菌，其产生的细菌定植因子(CFs)和肠毒素是关键的毒力因子。CFs介导细菌黏附宿主小肠上皮细胞并完成定植，产生热敏肠毒素(LT)和热稳定肠毒素(ST)破坏宿主上皮细胞内的体液平衡，使体液和电介质过量分泌从而导致腹泻。预防ETEC腹泻的首选方法是使用能激发宿主产生抗黏附素免疫力和抗肠毒素免疫力的疫苗，阻断ETEC黏附和定植并中和肠毒素。目前一种名为Dukoral®的霍乱疫苗因能刺激机体产生抗热敏毒素免疫，已经被一些国家批准用于短期保护和预防旅行者腹泻。

人源ETEC是一类可分泌LT和/或STa的大肠杆菌，大部分菌株还会产生一个或多个CFs。CFs主要是菌毛状或纤丝状的生物多聚纤丝，每个菌体表面存在数百个这样的重复结构单元。目前，至少有25种不同的CFs被证明与腹泻相关，其中7种常见于严重腹泻病例。这些CFs介导细菌黏附到宿主上皮细胞并定植于小肠，随后在小肠上皮细胞近端产生和释放LT和STa肠毒素，刺激体液过量分泌，引起腹泻。

主要影响

LT是典型的A:B型全毒素，包含1个A亚单位和5个B亚单位，和霍乱弧菌产生的霍乱毒素极其相近。LT-B亚单位可以结合到上皮细胞单唾液酸四己糖神经节苷脂之类的神经节苷脂受体上，继而释放A亚单位激活腺苷酸环化酶途径，导致宿主细胞内cAMP水平上升，激活cAMP依赖的蛋白激酶，引起氯化物的过量分泌，同时抑制氯化钠的吸收，最终导致体液的过量分泌。仅含19个氨基酸的肠毒素STa通过和宿主肠上皮细胞外膜上的鸟苷酸环化酶C跨膜受体结合，激活鸟苷酸环化酶途径，导致细胞内cGMP水平上升。和cAMP水平上升的效应类似，cGMP水平的上升促进了宿主肠上皮细胞氯化物的分泌，同时抑制了氯化钠的吸收，从而导致了体液的过量分泌。当体液的分泌量远远超出肠腔的重吸收能力时，引起水样腹泻，同时，由于体液大量丢失可导致脱水和电解质失衡，若得不到及时的治疗，严重者可导致急性死亡。对ETEC腹泻患者的流行病学调研发现，呈地方性流行的地区以婴儿和小于3岁的儿童感染最为常见，且发病率随年龄增长而降低。而游客的发病率与在流行地区的滞留时间长短有关，与年龄变化趋势无关。这表明人自然接触病原后确实能产生抵抗ETEC感染的免疫力，这种后天获得的免疫力能够保护人体抵抗感染。

此毒素还可引起猴、猫呕吐，可能是毒素作用于肠道神经受体后，刺激呕吐中枢所致。葡萄球菌肠毒素可用于生物战剂，其气雾剂吸入后造成多器官损伤，严重者可导致休克或死亡。

金黄色葡萄球菌肠毒素属于葡萄球菌和链球菌高热产生的毒素大家族，它们有着相同的结构、功能和基因序

列。这些毒素引起毒素休克综合征、食物中毒和几种过敏性疾病、自身免疫性疾病。SEs是一组血清学上互不相同的热稳定肠毒素，它的功能既包括作为潜在的胃肠道毒素也包括作为超抗原刺激非特异性T细胞的增殖。尽管这两种独立的功能作用在蛋白质的不同区域，但这些作用之间仍然有着很高的相关性，并且在绝大多数的例子中

大多数的超抗原作用(由于基因突变)又引起多数肠毒素作用。

除了金黄色葡萄球菌，可产生肠毒素的细菌还包括：大肠埃希菌、产气荚膜梭菌、艰难梭菌、脆弱类杆菌等。沙门菌部分菌型也可产生。

主要产生菌

金黄色葡萄球菌

该菌产生的主要毒素有：肠毒素（Staphylococcal enterotoxins，SE）、葡萄球菌溶素、表皮剥脱毒素、杀白细胞素、毒性休克综合征毒素—1等；产生的主要酶类有：凝固酶、耐热核酸酶、葡激酶等，其中肠毒素在该菌的致病性中起着重要的作用。

葡萄球菌的致病力取决于它所产生的毒素和酶的能力，致病性菌株可产生肠毒素、溶血毒素、杀白细胞素、血浆凝固酶、耐热DNA酶等。其中肠毒素、血浆凝固酶和耐热DNA酶有密切关系，能产生肠毒素的葡萄球菌在厌氧条件下发酵葡萄糖，可产生耐热的核酸内切酶。

该菌的耐药性也与肠毒素的产生有关联，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）近100%产生肠毒素；而对甲氧西林敏感的金黄色葡萄球菌（MSSA）仅约有30%产生肠毒素。

除了金黄色葡萄球菌，可产生肠毒素的细菌还包括：大肠杆菌、产气荚膜菌、艰难梭菌、脆弱类杆菌等。沙门氏菌部分菌型也可产生。

基本性质

1、肠毒素是一组具有超抗原活性的细菌毒素，易溶于水和盐溶液，分子量为26～30kDa，对热稳定，可耐受100℃煮沸30min不被破坏，仍有致病性，能抵抗胃肠液中蛋白酶的水解作用，故在消化道中不断被破坏。

2、可引起猴、猫呕吐，可能是毒素作用于肠道神经受体后，刺激呕吐中枢所致。

3、葡萄球菌肠毒素属于超抗原，有类似丝裂原的作用，其刺激淋巴细胞增殖的能力比植物凝集素更强。肠毒素长抗原不经过抗原递呈细胞的处理，能非特异性激活T细胞增殖并释放过量细胞因子致病。

分型简介

依据肠毒素（SE）抗原性和等电点的不同，发现SE有A、B、C、D、E、F、G、H、I和J等10个毒素血清型，以A和D型最常见，其中以A型的毒力最强，摄入1μg即能引起中毒，所以是引起食物中毒最多的，而C型又可分为C1、C2和C3三个亚型，所有的SE都是由单个无分支的多肽链所组成，易溶于水和盐溶液。一株金黄色葡萄球菌能产生一型或两型以上的肠毒素；但是，在产混合型毒素菌株中又常以某一型的肠毒素为主，因此，肠毒素的型别不能代表细菌的型别。

临床意义

肠毒素性食物中毒

据美国疾病预防控制中心报告，由金黄色葡萄球菌引起的食物中毒仅次于大肠埃希菌，居第二位，占细菌性食物中毒的33%，加拿大的发生率更高，占细菌性食物中毒的45%，中国每年发生的此类中毒事件也非常多，全国各地均有报告，是疾病预防控制部门重点监测的疾病。

一般情况下是患者进食了被金黄色葡萄球菌产生的肠毒素（一般认为约1μg/kg）刺激患者呕吐中枢而导致以呕吐为主要症状的食物中毒。中毒食品多为奶、肉、鱼、蛋及其制品以及剩饭、剩菜和冷盘，所以，应将食品，尤其是含蛋白质多、水分多、淀粉多的熟食储存于4℃环境中，以防止微生物大量繁殖，继而产生大量的毒素。

研究显示金黄色葡萄球菌的肠毒素不仅可引起食物中毒，在该菌引起的化脓性感染中也起重要作用。研究人员在进行烫伤脓毒血症大鼠急性肺损伤研究时，发现金黄色葡萄球菌肠毒素B型的单克隆抗体能够对烧伤合并葡萄球菌感染的肺损伤起到明显的保护作用，同时金黄色葡萄球菌产生的肠毒素SEB能刺激淋巴细胞大量活化，促使炎症细胞因子产生显著增加，致使炎症细胞浸润，组织坏死，尤其是肺组织中的中性粒细胞聚集更加明显，而肾脏有储蓄和排泄肠毒素的功能，所以毒素对肾脏的损伤也较明显，以至产生对全身其他各器官组织的损伤作用，最后发展到多个器官功能障碍，危及患者生命。

川崎病一般好发于3个月～6岁婴幼儿，主要临床表现为全身性多发性动脉炎，尤以冠状动脉的损害最为常见，严重者危及患儿生命，该病的病因还不清楚，但是有研究认为其发病与免疫系统激活有密切关系：由于巨噬细胞、T细胞活化以及细胞因子释放等，导致了以心血管损伤为中心多种抗原刺激后的变态反应，在这一过程中，内皮细胞的游走与血管壁的损伤是诱发本病的最重要因素，它最终能导致冠状动脉瘤以及内腔狭窄。

研究发现金黄色葡萄球菌肠毒素与川崎病的临床病理密切相关，金黄色葡萄球菌广泛存在于人体各部位，由于幼儿对其抵抗力差，作为条件致病菌合并感染在临床上很常见，感染后金黄色葡萄球菌产生的肠毒素作为超抗原能激活大量的淋巴细胞，产生大量的细胞因子，参与β细胞多克隆活化，使免疫球蛋白合成增加，产生自身抗体，同时可诱导粘附分子在血管内皮细胞上的表达，导致内皮细胞的损伤及游走，这些因素是导致川崎病发生的重要原因。

金黄色葡萄球菌肠毒素能够以MHC非限制性及TCRγβ特异性的方式激活大量（为普通抗原的数千倍）T细胞并使其增殖。由此引发的应用SE作为超抗原治疗癌症也在积极的研究中。这些具有生物活性的SE通过活化大量的具强大杀伤力的T淋巴细胞（CD4+和CD8+），使其增加释放细胞因子（IL-1，IL-2，TNFα和INF-γ等），通过特异的抗原决定簇与肿瘤细胞结合并使其凋亡。

主要用途

葡萄球菌肠毒素可用于生物战剂，其气雾剂吸入后造成多器官损伤，严重者可导致休克或死亡。

因有强大的激活淋巴细胞的能力，可使淋巴细胞产生强烈的细胞毒性作用和高水平的细胞因子，如肿瘤坏死因子（TNF）-α等，对肿瘤细胞具有强大的杀伤作用。有人研究SE在治疗肿瘤中的作用，已有相关的临床药物出现。

清除方法

肠胃结构

肠道是人体最大的免疫器官和最重要的排泄器官；结肠是整个消化过程的最後一站，它先把经胃、肠消化后的食物中的矿物质、营养和额外水份吸收，然後把毒素和废物排出体外。但是，结肠内有许多弯折和皱折，甚至憩室，容易积存和残留很多残渣。

当结肠清洁和健康的时候，便会感到身体健康；而当它堆积着停滞的废物，形成毒素蓄积的宿便和便秘时，毒素便会回流到体内，污染体内环境，这就造成所谓的“自身中毒”。

体内所有的组织都会受自身中毒的影响。毒素如果侵入神经系统，患者会感到烦燥和沮丧；如果侵入心脏，会感到虚弱；如果进入胃部，会感到胃部肿胀；如果进入肺部，会有口臭；如果回流至皮肤，皮肤便会变得灰黄，而且起皱纹；如果它回流至腺体，患者会感到疲倦、缺乏活力和性欲，未老先衰。自身中毒是导致许多严重疾病的一个重要因素。

清除肠道毒素的方法有很多种。缓泻的清肠茶重在排泄，各种膳食纤维重在造便，含乳酪的排毒果重在养益生菌，各有针对性，而营养断食和浣肠水疗(洗肠)则更快速、更彻底。

营养断食期间，喝Neera柠檬饮料几乎没有排泄物，由于肠道蠕动减少，容易振动摩擦肠壁，迫使折叠处长年积累的宿便脱落，所以，晚间要服用配送的清肠茶，以促进每天有排泄；对便秘严重的，可能需要服用草本通便丸；有结肠憩室的，需要配合浣肠水疗。

浣肠水疗是用高度净化的体温水，以一定的压力，缓缓送入结肠之中，用水帮结肠做运动，水流刺激大肠肌肉收缩，同时稀释、软化结肠内的粪便，把结肠之中的毒素、气体和宿便大量地排出体外。洗肠过程中，治疗师会辅导你深呼吸、做按摩、协助结肠运动，当粪便随排水经过一条透明管道时，躺着的洗肠者自己看得见。

检测方法

金黄色葡萄球菌

Sheahan等给恒河猴喂食含SE的溶液，观察到类似于人的腹泻和呕吐等反应。利用猴进行的动物学试验，准确性高，但灵敏度低，猴的来源困难，成本高，有时因个体差异对一份样品的检测需要几只猴试验才能确定，故极大地限制了本方法的应用。

采用幼猫作肠毒素试验观察其呕吐反应时，因葡萄球菌产生的其他非肠毒素类产物也可致幼猫呕吐易产生假阳性，特异性不强。此外，小鼠、家兔、猪、狗等其他动物均对SE不敏感或感应性差，无特异性，实用价值低。总之，动物试验因结果判断直观，准确，在某些情况下可采用，但由于实验动物来源困难，灵敏度低，检测结果不够理想等使其应用受到极大的限制，常采用免疫血清学方法检测SE。

1968年，Momrae等用RIA检测SE获得成功，此后，很多实验室利用RIA检测培养液和食品提取的肠毒素。放射免疫测定法（Radioimmunoassay， RIA）是建立在标记抗原和非标记抗原对特异性抗体的竞争性抑制反应基础上的，可以将放射性同位素I125等标记到特异性抗体上，用于检测未知样品中的SE；或者将同位素标记到肠毒素抗原上，标记SE与未标记SE和特异性抗体发生竞争结合，被检材料中未标记的SE可抑制标记SE与相应抗体的结合，抑制程度与标本中SE的浓度成正比，然后测定复合物中标记肠毒素的减少程度，可对检样中同型肠毒素进行定量检测。

RIA法将同位素测定的高灵敏性和抗原抗体反应的高度特异性有效结合起来，特异性强，敏感性高，检测样品中各型SE可达1ng/mL。但RIA需要有放射性废物处理系统，也需要复杂放射性计数设备，从事RIA的工作人员还必须进行专门培训，熟悉技术，还必须有从事该项工作的许可证，这些均限制了RIA法的使用。

酶联免疫吸附试验（Enzyme linked immunosorbent assay，ELISA） ELISA是利用酶标记的抗原或抗体，在固相载体上进行抗原或抗体的测定。该法自1971年建立后被广泛应用于多种疾病的免疫血清学检测。常用双抗体夹心法检测SE，其灵敏度为1ng/mL，检测速度快，4h就可出结果。一般样品（如食品）不需要进行任何前处理，可直接用于SE的检测，已有商品化的ELISA试剂盒，如RIDASCREEN SET（R4101）、TECRA Staph enterotoxin ID Kit等，用于检测SE中的A、B、C、D和E等。Schotte报道一种改良的ELISA方法—快速免疫色析手工操作法（Rapid immunochromatographicbased hand-hold assay）能够在15min之内检测出500pg/ml的SE。

ELISA具有RIA的灵敏度和各种免疫琼脂扩散法的普遍性与广泛性，无需特异设备，克服了放射免疫检测法的缺点，费用较低。由于此法敏感、简便、快速、技术人员不需进行特别训练，并能分型，是目前较为适用于检测SE的方法。

聚合酶链反应技术（Polymerase Chain Reaction，PCR）PCR是一种在体内模拟自然DNA复制过程，对特定的DNA或DNA片段进行快速扩增的方法。1991年，Johnson等最先设计八对寡核苷酸引物，分别用于检测从临床标本和食品中分离到的产A-E型葡萄球菌肠毒素、TSSTL和表皮剥脱毒素A和B的88株葡萄球菌。随后，Wilson等用PCR方法检测了干燥脱脂奶粉中的葡萄球菌肠毒素的基因entB，entCI和耐热核酸酶基因。1998年，Becker等设计一种多重PCR-EIA法，一套用于检测肠毒素A～E（entA、entB、entC、entE）基因，另一套用于检测表皮剥脱毒素（eta、etb）基因和中毒性休克综合症毒素（tst）基因。PCR技术除了具有核酸分子杂交的优点如特异性强，可从基因水平进行诊断和同时检测大量样品等外，比核酸分子杂交更加敏感，更加快速和更加简便，且易自动化操作。