第 34 天時每毫升液體中可培養菌數低於 1 CFU(colony forming unit),之後持續觀 察 60 天也都無法培養出退伍軍人菌(表二),退伍軍人菌在無營養之壓力環境下
環境中的時間而明顯加大。 力基因及蛋白質,以利於菌體脫離此不利生存的環境(Salyer, 2001; Byrne, 1998, Hammer, 1999),導致蛋白質多樣化的增加。 譜儀鑑定,使用 MasCot 搜尋軟體比對 SWISS-Prot 資料庫進行蛋白質身份鑑定,
共完成 99 點蛋白質身分鑑定。(表三)
10 的功能性蛋白 Mip(macrophage infectivity potentiator),Mip 為退伍軍人菌重要之 特殊蛋白質 (genus-ubiquitous and species-specific) (Cianciotto, 1992),位於退伍軍 人菌的表面蛋白質,其主要的功能之一為促進巨噬細胞與自然宿主原蟲的胞飲作 結合,維持退伍軍人菌在吞噬細胞中的存活(Hoffman, 1999),而 Mip 除可抵抗宿 主細胞的殲滅外,尚能促進退伍軍人菌在細胞內的增生繁殖(Wintermeyer, et al 1995)。另外,我們也偵測到 intracellular multiplication, IcmX 蛋白質,其功能與 Mip 的繁殖功能相同,主要在吞噬細胞中參與並改變其調控機制,以促進退伍軍 人菌在細胞中的繁殖(Brand, et al. 1994; Coers, et al. 2000; Matthews, et al. 2000),
這些蛋白質均可在壓力環境中存在,甚至在無法培養階段亦持續出現,然其中 IcmX 蛋白量有明顯下降趨勢,可能與退伍軍人菌一直無法進入宿主體內且細胞 整體走向休眠狀態有關(圖七)。除了前面三個蛋白質外,peroxynitrite reductase 具有保護退伍軍人菌免於遭受不穩定物質的攻擊,使其得以在巨噬細胞中生長 (Rankin, 2002),其在無營養環境中隨著時間增加蛋白質表現量也逐步上升,另 外,Rep helicase 則可幫助退伍軍人菌對抗宿主細胞內缺乏 thymine 的狀況,維
持退伍軍人菌在細胞內的存活與生長(Harb and Kwaik, 2000),雖然 Rep helicase 在無營養環境蛋白質的表現量較營養條件時少,但相對體積仍維持在 50%的表 現,當退伍軍人菌處於低營養環境時 Poly-beta-hydroxybutyrate polymerase(PHB) 可提供其能量來源以維持存活,而 Acetoacetyl-CoA reductase 為合成 PHB 之第二 步驟參與酵素,在無營養環境下顯示有最大的蛋白表現量,目的可能爲大量合成 PHB 以因應退伍軍人菌在低營養環境下之存活能力(圖八)。
鞭毛的形成主要是為了增加移動能力,退伍軍人菌為了離開不良的生存環 境,會產生鞭毛藉以增加運動特性以尋找可以附著的地點或對象,我們發現有三 個蛋白質與此有關,第一個是 global regulator 蛋白質,它受到 csrA 基因的調控,
協助退伍軍人菌能適應環境的改變,其中的一項功能即是調控鞭毛的形成(Fettes, 2001),從蛋白質相對量來看,在壓力環境中仍維持著相當高的量,其最大表現 量出現在無培養力的階段(圖九)。另外,我們亦在無營養環境中發現組成鞭毛的 基座的蛋白質 protein flaC(圖九),這些數據顯示鞭毛很可能在無營養環境下被合 成,以幫助退伍軍人菌尋找適當的宿主或較佳的生存環境。
第六節、結論與建議
根據本研究的結果顯示,嗜肺性退伍軍人菌不僅能存活於營養環境,也能在營養 極度缺乏的水體中持續存活,並且維持其細胞膜的完整性,時間可長達 97 天。
此外,即使面臨長時間營養極度缺乏的壓力,嗜肺性退伍軍人菌仍能持續進行基 因表現,以因應外在環境的變化,在調控產生的蛋白質中也包括了與存活及感染 作用有關的重要蛋白質。顯示此菌對環境的耐受性以及侵犯自然宿主甚至人類的 可能。
建議未來應針對此種可能造成肺炎甚至死亡的病原菌進行更完整的蛋白質體分 析;另外,未來也需要進一步利用分子生物技術評估目前針對退伍軍人菌消毒方 法的有效性。如此才能瞭解此種環境耐受性強病原菌是否能藉由消毒處理,控制 可能產生的疫情。另一方面,未來也應該利用分子生物技術,建立有效的環境偵 測技術,並將其應用於高感染風險族群所活動的室內空氣與污染源監測,以預防 病原菌大量散播。
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