鸡的感染中涉及的应激因素

由于禽群中的一些鸡可能会受到无限期感染并排出病原菌，当鸡暴露在应激条件下时，感染可能会在禽群中传播。在家禽育种中，可能会出现包括疫苗接种、鸡转移、高密度饲养和强制换羽在内的应激条件。最近的试验表明，鸡密度似乎不影响预冷的尸体的鼠伤寒沙门氏菌污染率(Waldroup等,)。在经口感染肠炎沙门氏菌的母鸡中，为进行强制换羽而设置的禁食条件增加了结肠和盲肠上皮和固有层炎症的发生率，促进了病原菌的排出，并提高了母鸡对病原菌的敏感性(Holt,;Holt和Porter,a、b)。在另一项研究中，饥饿延长了农作物中肠炎沙门氏菌存活的时间，并降低了细菌从上消化道到下消化道的传播速度(Humphrey等,)。这些条件可能有利于粘附和移植到肠上皮。

非经口感染

最近的研究表明，已接种雏鸡的羽毛上的沙门氏菌可轻易、快速地传播给一起圈养的同伴(Bailey等,)。该观察结果表明，空气播散的被病原菌污染的飞沫或尘粒可能通过非经口途径(例如结膜和呼吸道)促进感染的传播。已发现，结膜途径比经口途径更有效地使豚鼠感染肠炎沙门氏菌(Moore,)。如同接触肠炎沙门氏菌引起的暴露，空气播散或结膜感染导致蛋鸡发生全身感染和粪便排菌，表明在自然条件下，在禽舍中，空气播散的含有肠炎沙门氏菌的飞沫或尘粒可能会传播感染(Baskerville等,;Humphrey等,)。

肠炎沙门氏菌的毒力因子

虽然尚未完全阐明促进肠炎沙门氏菌毒力的微生物因子，但对肠炎沙门氏菌毒力特征的研究可能有助于更好地了解鸡感染这种血清型菌株的发病机制。

肠毒素

在一些肠杆菌属中已鉴别出肠毒素。沙门氏菌感染的发病机制的几项研究表明可能涉及外毒素。对68种沙门氏菌分离株进行了生成肠毒素的研究，这些分离株代表39种血清型，包括肠炎沙门氏菌，研究表明大多数分离株生成不耐热肠毒素(Jiwa,)。Koupal和Deibel()描述了经口给予小鼠幼仔时导致肠液流失的肠炎沙门氏菌中，与细胞壁相关的肠毒性因子。大量肠液的流失归因于肠毒素介导的宿主上皮细胞细胞质膜中腺苷酸环化酶的激活，以及随之存在于细胞质中的高浓度环AMP(Peterson等,)。

沙门氏菌的肠毒素是一种不耐热蛋白质，分子量为，pH范围中的等电点为4.3至4.8(Houston等,)，具有亚单位成分(Chopra等,b;Finkelstein等,)，似乎在功能、免疫学和基因水平上与霍乱弧菌的霍乱毒素(CT)和大肠杆菌的不耐热毒素(LT)密切相关(Jiwa,;Jiwa和Mansson,；Sandefur和Peterson,)。如同CT和LT，肠毒素在CHO、Y1或Vero细胞中导致细胞紧张性或细胞毒性作用，在成年家兔结扎环模型中分泌液体，促进家兔皮肤血管通透性的增加。此外，该毒素还与GM1神经节苷脂结合，并通过影响腺苷酸环化酶来增加环AMP水平，这些活性分别被CT抗血清中和。DNA与来自CT基因(ctxAB)的探针杂交表明，鼠伤寒沙门氏菌的6.3千碱基肠毒素(stx)基因位于染色体DNA上，并且其基因序列与CT的基因序列之间有一定程度的同源性(Chopra等,a、b)。虽然可以在数小时内在细胞声波提取物中检测到毒素，但生成的毒素量非常低(纳克水平)，其生成受到生长培养基、好氧性、pH、温度和孵育期的特征的影响(Jiwa,;Peterson等,)。

细胞毒素

除了肠毒素，还证明了大多数沙门氏菌菌株(包括肠炎沙门氏菌)生成细胞毒素(Ashkenazi等,;Baloda等,;Ketyi等,;Koo和Peterson,;O’Brien等,)。沙门氏菌细胞毒素是一种不耐热蛋白质，分子量为-，是细菌外膜的一种成分(Ashkenazi等,;Reitmeyer等,)，对人AV-3、Vero、Hela和CHO细胞产生细胞毒性作用(Ashkenazi等,;Ketyi等,;Koo和Peterson,;Reitmeyer等,)。Ketyi等人进行的中和研究()表明，沙门氏菌细胞毒素的细胞毒活性被痢疾志贺氏菌1型的志贺毒素抗血清中和。相反，Ashkenazi等人()证明，肠炎沙门氏菌、猪霍乱沙门氏菌和伤寒沙门氏菌生成的细胞毒素在基因和免疫学上不同于志贺毒素和大肠杆菌志贺样毒素I型和II型。因此，一些毒素可能与志贺毒素有关，不同于其他毒素。

在沙门氏菌肠胃炎中，观察到肠粘膜表面广泛受损。沙门氏菌细胞毒素对肠上皮细胞蛋白质合成的抑制(Koo和Peterson,;Koo等,)可能是在实验性感染中观察到的肠粘膜形态改变的原因。因此，在导致肠道症状和炎症性腹泻的肠粘膜局部损伤中，沙门氏菌细胞毒素可能发挥作用。

脂多糖(O抗原)

细菌细胞壁的脂多糖(LPS)也是沙门氏菌毒力的重要因子，由三种成分组成：脂质A、内核和O侧链低聚糖。脂质A是LPS内毒素的根源，可活化巨噬细胞。从活化的巨噬细胞释放的几种因子发挥与发热和休克有关的生物学作用。

LPS分子的O侧链的长度和结构可能会影响小鼠沙门氏菌的毒力(Nakano和Saito,;Valtonen等,)。肠炎沙门氏菌噬菌体4型丧失表达长链LPS的能力后，自然衍生肠炎沙门氏菌噬菌体7型，其在小鼠中无毒力，而肠炎沙门氏菌噬菌体4型有毒力(Chart等,a)。长链LPS的完整表达对小鼠肠炎沙门氏菌的毒力也是必不可少的，而部分表达经证明没有毒力(Chart等,)。LPS分子的O侧链与沙门氏菌对补体级联溶解作用的抗性有关。与同基因的粗糙变体相比，光滑表型菌株对溶解的抗性更强，因为O抗原多糖通过位阻防止来自补体经典或替代途径的C5b-9复合物到达外膜的疏水结构域(Grossman等,)。此外，当LPS结构的缺陷更严重时，沙门氏菌菌株移植到小鼠大肠的能力降低(Nevola等,)。沙门氏菌对巨噬细胞吞噬作用的抗性也受O链成分的影响。LPS的O侧链结构的差异影响小鼠中的毒力、C3活化程度以及随后鼠巨噬细胞样细胞系对沙门氏菌菌株的吞噬率(Liang-Takasaki等,、)。因此，菌株LPS的多糖结构激活补体替代途径从而引起随后的吞噬作用的能力可能影响菌株的毒力(Liang-Takasaki等,)。

对宿主细胞的粘附

许多致病性病原菌对宿主细胞的粘附与存在菌毛和抗甘露糖血凝素(MRHA)有关。根据菌毛的形态和凝集红细胞的能力对菌毛进行分类(Duguid等,)。1型菌毛是在大多数革兰氏阴性细菌中发现的表面细胞器，在没有D-甘露糖的情况下凝集红细胞。3型菌毛是较小、较易弯曲的结构，存在D-甘露糖时介导经单宁酸处理的红细胞的凝集。

已知肠炎沙门氏菌具有1型和/或3型菌毛(Duguid等,、;Aslanzadeh和Paulissen,)。1型和3型菌毛均促进肠炎沙门氏菌粘附到人颊和小鼠小肠上皮细胞(Aslanzadeh和Paulissen,、)。肠炎沙门氏菌的1型菌毛可能与上皮细胞表面存在的甘露糖残基直接结合，因为D-甘露糖抑制结合。3型菌毛还可能通过减少表面疏水性和增强细菌与上皮细胞之间的初始接触，促进病原菌对细胞的粘附。最近，Tarkkanen等人。()已经证明，鼠伤寒沙门氏菌和肠炎沙门氏菌的3型菌毛参与了这些菌株与V型胶原的结合。根据形态学、生化和血清学研究，在肠炎沙门氏菌中已鉴别出三种菌毛抗原，即SEF21、SEF17和SEF14(SEFA)(Collinson等,;Feutrier等,;Müller等,;Thorns等,)。SEF21菌毛是甘露糖敏感性1型菌毛，在形态学、生化和血清学上与SEF17和SEF14菌毛不同(Müller等,)。分子量为的SEF21菌毛亚单位与鼠伤寒沙门氏菌1型菌毛的结构亚单位具有明显的N端氨基酸序列同源性，SEF21亚单位抗血清与沙门氏菌属的1型菌毛反应，但不与大肠杆菌1型菌毛或肠炎沙门氏菌产生的其他菌毛反应。肠炎沙门氏菌的细聚合SEF17菌毛由菌毛亚单位组成，每个亚单位的分子量为(Collinson等,)。SEF17菌毛亚单位与大肠杆菌菌毛的结构亚单位具有N端氨基酸序列同源性。最近Collinson等人进行的一项研究()证明，SEF17菌毛介导了肠炎沙门氏菌与纤连蛋白的结合，是高度自动聚集和有能力与刚果红结合的根源。

Feutrier等人()之前已将SEF14菌毛报告为1型菌毛，Thorns等人()之前已将其报告为菌毛样结构。分子量显然为的菌毛亚单位与鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌的1型菌毛具有一定程度的N端氨基酸序列同源性(Feutrier等,)。

菌毛结构基因和参与菌毛产生和处理以及菌毛形成的其他两个基因已定位于肠炎沙门氏菌的染色体DNA中(Muller等,)。Turcotte和Woodward()随后进行的研究表明，被称为sefA的该菌毛结构基因对SEF14进行编码，并在属于沙门氏菌D群的菌株中可检测到。sefA基因的核苷酸序列与编码1型菌毛的沙门氏菌fimA基因没有任何同源性。

入侵

细菌入侵宿主细胞的能力是病原菌的毒力因子之一。肠炎沙门氏菌是一种导致鸡发生全身感染的高侵袭性病原体，如上所述。最近的研究表明，年、年或年分离出的菌株入侵鸡肝脏的能力具有一个梯度(35-83%)(Hinton等,)。表明在过去十年间，最近的分离株对鸡的毒力可能更大。虽然在Vero细胞中所有菌株都具有高度侵袭性，但菌株噬菌体4型的侵袭性比6、8和13a型略强(Barrow,)。该观察结果可用于解释雏鸡死亡率、总产蛋量、受污染蛋的产蛋量和母鸡粪便排菌的变化。

细胞内存活和繁殖

沙门氏菌渗入细胞后，需要细胞中存在的营养素才能生存和繁殖。发现沙门氏菌的一些营养缺陷型突变体在小鼠中无毒力。在小鼠中，鼠伤寒沙门氏菌的半乳糖差向异构酶(galE)突变以及芳香性(aroA)和嘌呤(pur)突变减弱，并且毒力降低(Germanier和Fürer,;O’Callaghan等,)，而肠炎沙门氏菌aroA突变体对鸡也没有毒力(Cooper等,)。已发现，缺乏腺苷酸环化酶(cya)和环AMP受体蛋白(crp)的鼠伤寒沙门氏菌菌株对小鼠和鸡没有毒力(Curtiss和Kelly，)。

沙门氏菌在巨噬细胞中存活和持续存在的能力与在小鼠中的毒力有关(Buchmeier和Heffron,;Fields等,)。PhoP/PhoQ双成分调节系统促进巨噬细胞中沙门氏菌的存活、防御素抗性、耐酸性和在小鼠中的毒力(Miller,)。pagC是phoP活化基因(pag)位点之一，编码外膜蛋白，后者涉及巨噬细胞中的存活。插入肠炎沙门氏菌pagC的信号序列编码区的TnphoA下游后，导致巨噬细胞中出现存活缺陷并且对小鼠没有毒力。在另一个插入突变体中，TnphoA插入到pagC的信号序列编码区中，该突变体显示出入侵缺陷表型和巨噬细胞中的存活缺陷表型，毒力比前一种菌株更小(Miller等,)。

毒力质粒

肠炎沙门氏菌含有血清型特异性36兆道尔顿(MDa)(54千碱基)质粒，该质粒是小鼠中的毒力的根源(Hovi等,;Nakamura等,;Suzuki等,)，肠炎沙门氏菌作为携带血清型特异性毒力质粒的其他非伤寒沙门氏菌(Gulig,)。研究了这些质粒在毒力表现中的作用，研究期间显示，鼠伤寒沙门氏菌、都柏林沙门氏菌和肠炎沙门氏菌的毒力相关质粒主要负责将感染传播到小鼠小肠以外的肠系膜淋巴结、脾脏和肝脏(Gulig和Curtiss,;Heffernan等,;Suzuki等,)。此外，肠炎沙门氏菌毒力质粒并未影响脂多糖的结构和成分、铁的获得或病原菌的血清抗性(Hovi等,；Kawahara等，,；Suzuki等,)。

在最近的一项研究中，大多数来自鸡的肠炎沙门氏菌分离株携带36MDa质粒(Chart等,b;Dorn等,;Poppe和Gyles,;Shivaprasad等,;Singer等,)。从鸡中分离的菌株的36MDa质粒也可能促进对小鼠的毒力，但不促进血清抗性、光滑LPS和外膜蛋白的表达、毒素和溶血素的生成、HEp-2细胞的入侵或气杆菌素介导的铁摄取系统(Chart等,b;Poppe和Gyles,)。

Montenegro等人()指出，在几乎%的从动物器官和人血中分离的非伤寒沙门氏菌菌株和48-87%的来自粪便、食物或环境的菌株中，检出了毒力质粒，表明毒力质粒参与了人和家畜的全身感染。虽然从鸡或人中分离出的携带36MDa质粒的菌株对小鼠的毒力强于该菌株的无质粒的衍生物，但在新孵化的鸡的死亡率以及移植到母鸡盲肠和入侵母鸡内脏的能力方面，并没有显著差异(Halavatkar和Barrow,;Hinton等,)。

此外，当前的分离株对鸡的毒力强于年之前分离的菌株，对小鼠的毒力与以前分离的菌株相同，虽然所有菌株均携带36MDa质粒(Chart等,b)。但是，当前的分离株对母鸡肝脏的侵袭性强于以前分离的菌株(Hinton等,)。因此，当前的分离株对鸡的毒力增强不太可能与存在36MDa质粒有关。Shivaprasad等人()也报告，母鸡中肠炎沙门氏菌分离株行为的差异似乎与噬菌体型或质粒的存在无关。36MDa质粒对细菌毒力充分表达的促进作用可能取决于宿主的敏感性或菌株中补充毒力的功能性染色体基因的存在，因为将质粒引入天然缺乏质粒的菌株后，没有增强对小鼠的毒性(Halavatkar和Barrow,)。

最近，鼠伤寒沙门氏菌、都柏林沙门氏菌和猪霍乱沙门氏菌质粒的毒力区已定位于质粒的6.4kbSalI-EcoRI片段中(Gulig,;Kawahara等,;Krause等,;Lax等,)。基于DNA杂交研究和不同血清型的沙门氏菌中毒力质粒的引入，预测鼠伤寒沙门氏菌、都柏林沙门氏菌和肠炎沙门氏菌的毒力质粒具有促进毒力的同源区(Beninger等,;Hovi等,;Jones和Osborne,;Korpela等,;Montenegro等,;Popoff等,;Poppe等,;Roudier等,;Williamson等,;Woodward等,)。此外，对这些毒力区的DNA序列分析表明，鼠伤寒沙门氏菌、都柏林沙门氏菌和猪霍乱沙门氏菌质粒的毒力区几乎完全相同，并且至少含有四个沙门氏菌质粒毒力基因(spvR、spvA、spvB和spvC)，其表达大小为28-70kDa的蛋白质(Gulig,;Kawahara等,;Krause等,;Lax等,)。在最近的一项研究中，通过DNA序列分析，发现肠炎沙门氏菌36MDa质粒的6.4kbSalI-EcoRI毒力区与鼠伤寒沙门氏菌、都柏林沙门氏菌和猪霍乱沙门氏菌质粒的保守毒力区几乎相同(Suzuki等，未发表的数据)。SpvR蛋白是下游spvABC基因的转录激活因子(Caldwell和Gulig,;Coynault等,;Fang等,;Krause等,;Matsui等,;Taira等,)。spv基因的表达由饥饿诱导(Coynault等,;Fang等,;Krause等,)，在细菌饥饿期间，katF(rpoS)基因介导spv基因的转录(Fang等,;Norel等,)。这种饥饿条件类似于巨噬细胞中的环境。实际上，已证明毒力质粒与鼠肝脏和脾脏巨噬细胞中的生长有关。

虽然尚未阐明毒力质粒参与全身感染的确切机制，但这些基因结果可能有助于更好地了解肠炎沙门氏菌的发病机制。

（参考文献略）

来源：礼篮家禽