钩端螺旋体
出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第953页（4287字）
钩端螺旋体为原核细胞生物，属螺旋体目。
它严格需氧，长链脂酸为其电子供体，横分裂繁殖。腐生性双曲状钩端螺旋体广泛分布于自然界，寄生性问号状钩端螺旋体在人兽间传播。
1907年，史蒂蒙森(A．M Stimson)首次观察到该螺旋体，1918年野口创立其属名。1937年，汤泽光在中国首次分离、报道钩端螺旋体。
钩端螺旋体长10～20μ，直径0．1μ，螺旋细密，末端呈钩状，沿长轴快速旋转运动。1968年，安德森(D．L．Anderson)发现其外膜有5个电子密度区，包含脂类35．7%，蛋白45．8%和碳水化合物6．0%。
外膜能刺激宿主产生保护性抗体，又是抗体－补体攻击的部位。1991年儒勒(R．L．Zuerher)指出，外膜中的主要蛋白质分子量为31000，耐热，具有强抗原性。
菌体为螺旋圆柱状，包括细胞壁、细胞膜和含有核质、核糖体的胞浆。
轴丝由带有一串盘状结构的纤维和基体组成。1990年，戈登斯坦(S．F．Goldstein)用复合曝光摄影证实，轴丝在外膜和菌体间的旋转方向决定菌体末端形态及其运动方向。
1979年，国际钩端螺旋体命名委员会建议设立钩端螺旋体科，包含(1)钩端螺旋体属。
包括问号状钩端螺旋体种、双曲状钩端螺旋体种和短小钩端螺旋体种。(2)细丝体属。包括伊利尼细丝体种和丁博维扎细丝体。传统采用血清学交叉凝集反应将种分为血清型，相近者归为血清群。
1982年，特普斯查(W．J．Terpstra)报道问号状钩端螺旋体包括25个血清群，168个血清型；陈廷祚1989年报道，中国有其中18群，70型。由于血清学分类存在抗原交叉、抗血清非标化等问题，约翰逊(R．C．Johnson)1968年根据三油酸酯酶活性对钩端螺旋体进行分类。
1973年，瑞勒(E．Reiner)采用热解－气相－液相层析法鉴定钩端螺旋体。1991年，卡西普蒂(B．Cacciapuoti)对钩端螺旋体进行包含17个脂酸组的化学分类。
1966年，哈帕勒(D．K．Haappala)依据鸟嘌呤和胞嘧啶(G+C)的比值将钩端螺旋体分为4组。
1987年，雅苏达(P．H．Yasuda)用羟基磷灰石(DNA)杂交法鉴定38个钩端螺旋体血清型，从而建议依据其DNA相关性将钩端螺旋体分为12个基因组，得到广泛认同。
1957年，伊玛莫拉(S．Imamuran)发现某些问号状钩端螺旋体提取物具有毒性。1964年，阿伦(V．M．Arean)以G－细菌内毒素分离法提取钩端螺旋体毒素未成功。
1986年，文(T．V．Vinh)报道问号状钩端螺旋体脂多糖化学组成和超微结构与肠道G菌相似却缺乏后者之内毒素活性，但其糖脂蛋白则可显着损伤培养细胞。1988年，鲍朗报道赖型钩端螺旋体糖脂蛋白对培养的血管内皮细胞有毒性。1991年，哈克(D．A．Haake)证实钩端螺旋体通过体外培养毒力减弱时，其外膜脂多糖分子量发生显着变化。
脂多糖抗原可刺激宿主产生凝集和调理抗体，激活补体或调理巨噬细胞杀灭钩端螺旋体。
1989年加斯特(B，H．Jost)和1990年迈德维特(A．Midwinter)证实，针对脂多糖的最高抗体效价在6～10周，IgM为主。1990、1991年增泽俊幸报道，钩端螺旋体糖脂物质有较强的免疫性和保护作用，有发展成为新型菌苗的前景。
1984年，小林弘研制了钩端螺旋体型特异单克隆抗体，解决了日本主要菌型的分离鉴定问题。1985年，特普斯查根据单克隆抗体凝集反应型鉴别钩端螺旋体新菌株。
同年，板本筛选出钩端螺旋体属特异杂交瘤细胞株。1987年，加斯特制备了一系列仅与问号状钩端螺旋体外膜反应的单克隆抗体。1991年，霍克(J．V．Hookey)用单克隆抗体鉴定了多株黄疸出血型钩端螺旋体。单克隆抗体可有效地分离钩端螺旋体抗原寡糖，分析其表面抗原物质及其组成。
单克隆抗体的作用部位是钩端螺旋体外膜脂多糖抗原决定簇。1987年安德勒(B．Adler)指出，单克隆抗体与脂多糖不同亚单位作用决定其群、型特异性。1990年，塞格斯(R．Segers)致敏免疫缺陷小鼠而获得直接识别钩端螺旋体35kd外膜蛋白抗原决定簇的单克隆抗体，为分析其蛋白抗原提供了有效手段。
1981年，马歇(R．B．Marshall)首次应用限制性内切酶分析、发现了不同血清型钩端螺旋体DNA之间的差别。
1986年，塞尔曼(A．B．Thierman)认为该技术可有效地鉴别钩端螺旋体株。同年，勒费文(R．B．Le Febvre)建立适用于分析内切酶的快速简便的钩端螺旋体DNA纯化技术，1991年，爱利斯(W．A．Ellis)认为限制性内切酶谱鉴定分析钩端螺旋体精确可靠，可克服血清学方法的缺陷。
1990年，巴瑞尔(C．Baril)采用脉冲场电泳法发现钩端螺旋体基因组DNA是一个环状的、约5000kb的染色质。1991年泰勒(K．A．Taylor)指出，钩端螺旋体基因组包括3个不同DNA分子种类，总碱基对3100kb，其中1个是线状的质粒DNA。
1991年，儒勒采用钳形同源电场电泳法证实钩端螺旋体基因组约4750kb，包括4400kb环形染色质和350kb环形质粒。以其因组DNA为探针可杂交检测钩端螺旋体。1988年，冯爱斯(G，Van Eys)和儒勒分别建立重组DNA和rRNA探针印迹杂交技术。由于重复序列特别是rRNA的天然放大作用，探针特异性大大提高，敏感度达1×103，并获得清晰简洁的杂交带型，有利于钩端螺旋体的鉴定。
1972年，莫瑞司(O．N．Morris)指出，钩端螺旋体的rRNA由大小亚基组成。钩端螺旋体rRNA包含23s、16s和5s3部分。
1989年，福长将仁测定了钩端螺旋体两个23s和16srRNA编码基因的序列，并发现编码5srRNA的单拷贝高保守基因。
这些基因呈5’16s－23s－5s3’顺序排列。
1990年，戴维(H．S．Daid)认为某些问号状钩端螺旋体的23srRNA可进一步分为14s和17s两部分。1990年，霍克和帕拉兰特(P．Perolat)分别测定钩端螺旋体rRNA基因限制性图，其“rRNA指纹”可进一步区分雅苏达基因组。
1989年，冯爱斯首次采用聚合酶链反应(PCR)检测微量钩端螺旋体DNA，并以PCR结合DNA印迹进行同源性分析。1991年，伍德沃德(Woodward)将重复序列合成引物用于(PCR)检测哈勒焦型钩端螺旋体，其敏感性和特异性超过现行的各种方法。
1990年，鲍朗首次以PCR检测中国主要致病性钩端螺旋体。以rRNA为版模的PCR也在研究中。1984年，耶尔通(Y．Yelton)筛选出双曲状钩端螺旋体色氨酸互补基因，其中2．8kb序列是编码53．5、23．6和22kb蛋白的必需部分。1988年，儒勒测定了一个与31．071kb氨基酸读码框架有关的精氨酸基因序列。
1991年，斯坦蒙(L．V．Stamm)克隆rec－A互补基因，其表达产物为一个结构保守的43KD多肽。1988年，山口克隆出8个问号状犬型钩端螺旋体种特异表达抗原。属特异外膜蛋白抗原也表达成功。1990年，理查德(C．Richaud)从黄疸出血型钩端螺旋体克隆出数个氨基酸互补基因，除问号状以外的钩端螺旋体缺如。
1985年，丹(A．A Dain)致力于致病性钩端螺旋体“溶血基因”的表达。1989年，德瑞尔(G．Del Real)也克隆一个编码溶血素和鞘髓磷脂酶C的3．9kb基因序列。
1990年，塞格斯(R．Aegers)认为溶血素为一个1．668kb基因的读码框架产物。1990年，福长将仁则获得4．5kb可特异地与问号状钩端螺旋体DNA杂交的溶血素基因片段。上述研究资料表明，不同钩端螺旋体的溶血基因结构存在差别。
钩端螺旋体分子生物学将是一个活跃的研究领域。
钩端螺旋体编码和调控基因结构与功能将是研究的热点。基因重组、核苷酸序列分析和单克隆抗体技术仍是主要研究手段。
钩端螺旋体的毒性物质、保护性抗原和生物合成代谢的基因编码、调控和表达将是重要的研究内容。从分子水平发展敏感、特异而实用的钩端螺旋体检测、鉴定和监控系统也是一个重要的研究方向。
基因分类学将形成一个可靠的和完善的理论和运用体系。
钩端螺旋体的基因工程研究成果将有效地保护人类。
。【参考文献】：1 Marshall R.J Med Microbiol. 1981,14:163-166
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(华西医科大学鲍朗教授撰；余叶蓉审)