上QQ阅读APP看书，第一时间看更新
第三节 梅毒螺旋体抗原性
随着对Tp研究的深入，Tp抗原的结构功能日益明确，Tp的全基因组DNA序列已解析，其全长为1 138 006bp，包含1041个开放读码框（open reading frame，ORF），为Tp的致病机制、诊断方法和疫苗研究带来了新的契机。梅毒螺旋体具有两种抗原成分：
一、非特异性抗原
人体感染梅毒螺旋体后，产生针对受损组织细胞释放的类脂物质，以及梅毒螺旋体自身的脂蛋白或心磷脂抗原为非特异性抗原。该抗原可刺激机体产生非特异性抗体（称为反应素），是活动性梅毒及疗效的判断指标。
二、特异性抗原
特异性抗原包含外膜和胞浆膜抗原、内膜抗原和鞭毛抗原等。其中Tp外膜蛋白能直接作用于免疫系统，一般具有较强的免疫原性，在Tp的诊断方面较膜内的抗原具有更好的灵敏度。部分Tp特异性抗原具有免疫保护能力，可作为筛选具有良好免疫保护性的Tp疫苗研究的候选基因，从而有效的预防Tp感染。
1.外膜和胞浆膜抗原
Tp的膜抗原大约有22种，主要有TpN47、TpN44.5、TpN36、TpN35、TpN29-35、TpN17、TpN15和TpN24-28等。其中TpN47、TpN44.5、TpN17和TpN15为梅毒血清学诊断中特异性抗原。
（1）TpN47外膜抗原（又称47kDa外膜脂蛋白）：
其编码基因为tpn47，又称tpp47，基因全长为1302bp，G+C含量为53%，编码47kDa外膜抗体。TpN47外膜抗原是Tp外膜蛋白中含量最高的成分之一。TpN47抗原具有高度免疫原性，其在梅毒螺旋体感染早期可诱导产生抗体，在恢复期血清中为主要抗体。家兔在接种TpN47外膜抗原7～10天后即可产生抗TpN47抗原，开始以IgM为主，随后逐渐产生IgG，但与细弱密螺旋体和地方性密螺旋体亚种抗原成分有交叉反应，因此其虽然可作为Tp早期诊断指标，但要注意交叉反应。
研究表明Tp外膜为典型的脂质双层结构，与其他革兰阴性菌相比，Tp外膜的磷脂含量可能较高，而蛋白成分含量较低，因而对去污剂相当敏感。47kDa蛋白为脂蛋白，尽管早期认为其为两性蛋白（亲水性和疏水性），但目前证明其与脂类以共价键结合（酰化作用）而定为疏水性蛋白。该蛋白仅存在于有毒力的密螺旋体细胞膜中，能够增强人单核细胞对HIV-1的易感性、促进细胞增殖以及激发真皮炎症反应。
（2）TpN44.5外膜抗原（又称TmpA抗原或42kDa膜抗原）：
其编码基因为tpn44.5（a），又称tmpa，基因全长1035bp，编码42kDa外膜蛋白，为碱性蛋白。Anton等用人工合成的10条重叠肽（每条肽链由35～40个氨基酸残基组成）检测TmpA抗原决定簇，结果TmpA1编码的蛋白（38个氨基酸残基）活性最强，TmpA8、TmpA9和TmpA10编码的蛋白活性次之，其他TmpA编码的蛋白活性很弱或无活性。其中TmpA1编码的蛋白活性主要由N末端19个氨基酸残基决定，而其C末端活性很弱或无活性。
（3）TmpB外膜抗原：
其编码基因为tmpb，又称tpn36，编码的蛋白分子量为36.94kDa。TmpB不同于TmpA和TmpC，前者为碱性蛋白，后者为酸性蛋白。Wicher等认为，TmpB编码的是一种原浆周蛋白，TmpA和TmpC在梅毒螺旋体感染期间，抗体水平较高，但对Tp感染无保护作用，而TmpB编码的蛋白抗原产生的抗体对Tp感染有一定抵抗力。因此认为，TmpB（975bp）可作为一种疫苗候选基因。
（4）TmpC外膜抗原：
其编码基因为tmpc又称tpn35，基因全长为1059bp，其编码的蛋白分子量为37.757kDa，PI值为5.08，也是Tp外膜脂蛋白之一，有信号肽酶I识别序列。
（5）TpN17脂抗原（又称17kDa脂蛋白）：
其编码基因为tpn17，又称tpp17，基因长度为468bp，编码156个氨基酸，分子量约为16.451kDa。该蛋白含64个（47.4%）疏水性氨基酸残基，16个（11.8%）酸性氨基酸，21个（15.6%）碱性氨基酸，其PI值为8.7。TpN17为脂蛋白，相对活性高，是较特异的抗原标志，可作为Tp早期诊断指标之一。
（6）TpN15脂抗原（又称15kDa脂蛋白）：
其编码基因为tpn15，又称tpp15，基因长度为426bp，编码142个氨基酸，分子量约为15.654kDa，其PI值为7.34。TpN15脂蛋白是一种天然Tp感染和实验Tp感染的主要免疫原，在兔免疫模型中，能导致强烈的体液免疫、细胞免疫和抵抗感染后期的Tp再感染，因此认为TpN15抗原在保护性免疫中起着重要作用。研究显示tpn15基因序列在不同的密螺旋体中无明显差别，包括Tp（Nichols和Bal-3株）、细弱密螺旋体（Gauthier株）和地方性密螺旋体（Bosnia株）等。所有Tp脂蛋白均有明显的免疫调节作用，如TpN47蛋白和类似提取物可刺激内皮细胞产生细胞因子，而TpN17酯化蛋白虽可刺激巨噬细胞产生细胞因子，但非酯化蛋白则不能。
（7）4D抗原：
4D抗原（又称C1-5抗原、TpN19抗原或TpF抗原）：其编码基因为tpn19，又称tpf，基因长度为531bp，为Tp细胞膜特异性脂多糖抗原，分布在菌体表面。其分子量为190kDa，由10个系统的19.345kDa亚单位组成，按顺序排列成环状结构，直径为6～10nm，其表面结构类似于GroES，但氨基酸序列不同。4D抗原具有耐热和耐碱特性，在95℃热水中10分钟或在PH＜9.5的条件下不变性，但在pH≤4或0.1%SDS中加热至95℃，5分钟，其分解为19.345kDa亚单位。
（8）共同抗原（GroEL）：
其分子量为60kDa，是Tp最丰富的多肽之一，约占总蛋白的6%，因其与许多细菌GroEL在免疫学上有交叉反应，因此被称为“共同抗原”。天然蛋白为环状结构，分子量约800kDa，其结构、抗原性、氨基酸序列及DNA序列与大肠埃希菌GroEL蛋白同源，为蛋白加工和装配过程中的一种普遍存在的热休克蛋白。梅毒患者体内尚未检出热休克蛋白，可能与δ32无结合位点有关。
（9）青霉素结合蛋白：
除47kDa蛋白外，还有3种青霉素结合蛋白，分子量分别为98.42kDa、71.339kDa和71.51kDa。这些结合蛋白与胞浆膜有关，可能参与肽聚糖的合成。近年来，已有用青霉素治疗梅毒失败的报道，可能与青霉素结合蛋白变异有关。
（10）Tp0136外膜蛋白：
tp0l36基因全长1488bp，编码495个氨基酸，相对分子量（Mr）为50123。通过信号肽预测程序预测到Tp0l36在第23和24位氨基酸（SLLTT/CDFTG）之间存在一个信号肽酶Ⅱ（SpaseⅡ）的切割位点，同时成熟蛋白N-端的第2个氨基酸为天冬氨酸，这与其他外膜蛋白的结构类似。Brinkman等通过免疫荧光和透射电子显微镜确定Tp0136位于Tp外膜，并证明Tp0136蛋白可与人类细胞外基质中纤连蛋白和层粘连蛋白结合，参与到Tp对宿主细胞的黏附过程。Tp0136的ORF区呈高度多态性，在Tp各亚种和菌株之间均存在不同程度的变异。
（11）Tp0453外膜蛋白：
tp0453基因全长864bp，编码287个氨基酸，Mr 为31979，是一个整合外膜蛋白。免疫荧光检测显示Tp0453缺乏表面暴露结构域，这可能是Tp逃避宿主免疫反应、造成机体长期感染的机制；其二级结构主要为α-螺旋，而β-折叠则较少，分别占28%和18%，这些都与传统的整合外膜蛋白有所不同。
Voorhis等对rTp0453的免疫反应进行了检测，其灵敏度和特异性高；在一期梅毒检测方面基于rTp0453的ELISA法也优于其他方法；同时，梅毒患者血清和rTp0453产生的反应强度与MHA-Tp测得的血清抗体滴度呈正相关。因此Tp0453有望作为ELISA的诊断性抗原用于Tp的大规模血清筛选。
（12）Tp0971膜蛋白：
其编码基因为tp0971，即tpd，全长615bp，编码204个氨基酸，Mr为22070，属胞浆膜蛋白，可能是Tp获得体外离子的松弛型外膜受体。通过全基因序列分析发现Tp0971属于HBG261060蛋白家族，该家族的蛋白都是一些彼此位置相邻且功能相似的蛋白，被称为“膜抗原前体”。在二价金属离子的作用下具备较强的抗原性。
（13）Tpr蛋白：
Tpr蛋白家族由12个重复蛋白组成，分为3个亚家族：TprC、D、F、I组成亚族I；TprE、G、J组成亚族Ⅱ；TprA、B、H、K、L组成亚族Ⅲ。TprP占Tp总DNA含量的2%，提示其在Tp的生存方面具有重要作用。
（14）Tp0155和Tp0483蛋白：
tp0155基因全长1116bp，编码371个氨基酸，Mr为40664；tp0483基因全长1125bp。该蛋白属纤连蛋白结合蛋白，能特异性的与纤连蛋白结合，部分阻止Tp对涂有纤连蛋白载玻片的黏附，促进与产生纤连蛋白的细胞黏附，从而介导Tp与宿主之间的相互作用。用rTp0l55 和Tp0483免疫了实验兔后虽获得高滴度的血清抗体，但它们对实验兔的免疫保护效果却不佳。
（15）Tp0326蛋白：
其编码基因tp0326全长2562bp，编码853个氨基酸，Mr为96127。蛋白同源性检测将Tp0326归类为孔蛋白家族成员，此家族是革兰阴性菌外膜中的重要组成部分，同时Cameron等报道过Tp0326抗体能够作为调理素，提高巨噬细胞吞噬、溶解Tp的能力。用rTp0326免疫实验兔之后再用活的Tp菌体攻击实验兔，没有免疫保护作用。
（16）Tp0956蛋白：
其编码基因tp0956全长972bp，编码323个氨基酸，Mr为36005。是6种蛋白组成的蛋白家族成员之一，功能尚不明确，属于整合外膜蛋白类。Tp感染的兔模型一般在60～120天出现Tp0956抗体，抗体浓度能在此期间迅速升高（第56～84天升高30倍），但并不能对机体提供完全免疫保护作用。
2.tpd编码的内膜蛋白
tpd编码的蛋白分子量为0.13～38kDa，又称TpN29-35，为有信号肽序列的疏水性很强的脂蛋白，是特异性内膜蛋白。预计其成熟蛋白有185个氨基酸，其中疏水性氨基酸占28.1%，酸性氨基酸残基占17.8%，为碱性氨基酸残基（6.5%）的3倍。
3.内鞭毛蛋白
Tp内鞭毛不在菌体表面，是由多肽排列于外鞘和中央核内。内鞭毛蛋白是人类感染Tp后最先产生IgM和IgG的抗原，可能是Tp内鞭毛借助于某种方式穿过外膜，暴露于菌体表面。内鞭毛直径小于17nm，在原浆外周空间内能伸长至菌体长度的一半（长达12μm），2～4根内鞭毛均起源于尖端，当其向细胞内延伸时盘绕着菌体细胞。用去污剂处理时，内鞭毛可从原浆外周空间释放出来，但仍保留其稳定的螺旋状，表明螺旋形是内鞭毛的稳定结构，与体细胞形态无关。迄今，人们已阐明了38种Tp内鞭毛相关性蛋白，主要有TpN37、TpN34.5、TpN33和TpN31蛋白等，其基因分别为flaA、flab1、flab2和flab3。根据其氨基酸N末端序列、基因序列和抗原相关性，又将其分为A和B两类：TpN37为A类（即FlaA）；而结构和抗原性相关的TpN34.5、TpN33和TpN31为B类（即FlaB1、FlaB2和FlaB3）。