沙门氏菌的秘密

（文 / 袁越）

最近美国又爆发了沙门氏菌疫情，已证实的感染人数虽然只有几百人，但据卫生部门估计，每一个确诊的感染者都对应着30个未经确诊的患者，因此实际感染人数很可能已达数千名。这次疫情的起因来自爱荷华州一家养鸡场生产的鸡蛋，美国政府已经下令召回，据估计此次召回的鸡蛋总数高达3.8亿个！

沙门氏菌属于肠道杆菌，通过粪便传染，可使被感染者肚子疼、腹泻，抵抗力弱者还会发高烧，严重时可能导致死亡。沙门氏菌的生存能力极强，耐干旱耐低温，冰箱对它不管用，只有高温才能将其杀死。美国人爱吃生菜，这就是为什么美国几乎每年夏天都会爆发一次沙门氏菌疫情的原因，这也是美国所有食物中毒事件最大的病因。中国人虽然喜欢吃热饭，但不少人的卫生习惯不好，饭前不洗手，因此沙门氏菌引起的食物中毒事件在中国也是排第一位的。

关于沙门氏菌的研究一直是医学研究领域的热点。事实上，很多致病细菌的致病机理都是通过对沙门氏菌的研究而逐步被揭示出来的。

比如，沙门氏菌似乎不怕人体自身的免疫系统，尤其不怕一氧化氮。一氧化氮很容易变成具有强氧化作用的“自由基”，能够迅速杀死外来细菌，是人体免疫系统的秘密武器。但沙门氏菌一遇到一氧化氮便会立刻分泌一种酶，将一氧化氮转化成无害物质。2005年，美国佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）生物系教授斯蒂芬·斯皮罗（Stephen Spiro）以及同事们在《自然》杂志上发表文章，揭示了沙门氏菌反应如此快的原因。原来。沙门氏菌体内有种名叫NorR的蛋白质，其内部包含着一个铁原子。一氧化氮最爱铁原子，一旦遇到便会迅速与之结合。结合了铁原子的NorR蛋白质立刻摇身一变，成为一种基因调控因子，将NorVW基因激活。这个基因编码的酶能够将一氧化氮转化成无害的物质，沙门氏菌便逃过一劫。

事实上，这正是细菌为什么那么需要铁原子的原因之一。研究发现，细菌最重要的一个营养元素就是铁，如果能想办法抑制细菌获得铁元素的能力，就能抑制病菌的繁殖。事实上，母乳中的一种主要成分就是乳铁蛋白，它把婴儿肠道中的铁都“保管”了起来，不让细菌吸收。目前市场上只有一部分婴儿奶粉含有乳铁蛋白，而且大都是牛的乳铁蛋白，人体无法吸收，这就是为什么我们要大力提倡母乳喂养的重要原因。

再比如，动物肠道中的条件恶劣，沙门氏菌必须躲进宿主的细胞内才能存活下来，并繁殖后代。但宿主细胞内的环境通常并不适合沙门氏菌，后者必须先强行注射进一些蛋白质，改变宿主细胞的环境，才能住进去，这些蛋白质就是人们常说的“毒力因子”（Virulence Factors），也是致病细菌之所以有毒的原因。

2008年5月，加拿大英属哥伦比亚大学（UBC）的科学家布莱特·芬利（Brett Finlay）教授及其同事在《公共科学图书馆》（PLoS）杂志上发表文章称，他们居然在沙门氏菌体内发现了一个“反毒力因子”（Anti-virulence Factor），其作用和毒力因子正好相反。听上去很不可思议吗？芬利教授解释说，这个因子的作用就是让沙门氏菌“悠着点”，别一上来就把宿主杀死。

怎么样？沙门氏菌很聪明吧？但它聪明不过人。科学家们正在想办法利用这一点，降低病菌的毒性。

再举一例。今年4月，英国伦敦帝国理工学院（Imperial College London）的科学家戴维·霍顿（David Holden）教授及其团队在《科学》杂志上发表论文，详细解释了沙门氏菌到底是怎样把“毒力因子”注入宿主细胞的。原来，沙门氏菌先是在其表面生长出一个“芽”，形状好似一根注射器。当这根注射器碰到宿主细胞后，先运送过去的并不是“毒力因子”，而是另外一组蛋白质，它们的作用是在宿主细胞表面钻一个孔，这样一来，两个细胞之间就连通了。

此时沙门氏菌并不急着把“毒力因子”送过去，这些因子是很珍贵的，不能轻易浪费。沙门氏菌体内有个蛋白质“开关”，其作用就是侦察一下宿主细胞的酸碱度，只有当宿主细胞的酸碱度处于一个合适的范围时，这个开关才会被打开，将“毒力因子”送过去，并正式向宿主细胞宣战！

事实上，很多病菌的入侵过程也是如此。

“这个过程很像飞机卸客。”霍顿教授解释说，“飞机停稳后，地面工作人员会通过一个通道把飞机和候机楼连接起来。此时飞机的舱门并不会马上放开，它有复杂的安全装置避免提前开门，只有当机长确定梯子和舱门完全衔接好后，安全装置才会松开，否则乘客就有可能掉下去。”

如此聪明的沙门氏菌还是斗不过人。科学家们正在逐渐掌握这一过程的机理，并准备在不远的将来以此为据，制造出针对沙门氏菌的新药。■ 秘密细菌沙门氏菌蛋白质一氧化氮