Theo Nguyễn Như Thanh và cs, (1997) [25], cấu trúc kháng nguyên của E. coli rất phức tạp, có đủ các loại kháng nguyên: O, H, K và F.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Cấu trúc kháng nguyên đa vi khuẩn E. coli
(Trần Thanh Phong, 1996 [20])
Kháng nguyên của E. coli rất phức tạp, cấu trúc từng loại kháng nguyên luôn thay đổi. Đến nay, người ta đã xác định được 3 loại chính là kháng nguyên vỏ (K), kháng nguyên thân (O) và kháng nguyên lông (H).
Những công trình nghiên cứu về cấu trúc, số lượng và sự phân bố kháng nguyên E. coli rất quan trọng trong sự chẩn đoán các phản ứng huyết thanh học và trong chế tạo vacxin đặc hiệu.
Số lượng kháng nguyên: Trong công trình nghiên cứu trước đây, nếu chiết xuất toàn bộ tế bào vi khuẩn E. coli bằng nước muối rồi lấy nước chiết này làm kháng nguyên trong phản ứng kết tủa khuếch tán trên thạch thì thấy có 12 loại kháng nguyên.
Hiện nay, người ta phát hiện được 18 loại kháng nguyên hoà tan của
E. coli . Nhiều thực nghiệm đã công nhận rằng kháng nguyên (O) đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành miễn dịch, song kháng nguyên (K) cũng có vai trò không nhỏ trong quá trình này.
Nhân Thành tế bào Vỏ Chuỗi ribosom dính vào sợi ARN-tt Tiên mao (lông roi) Thể gốc của tiên mao Độc tố Kháng nguyên lông H Kháng nguyên pili
Phần kéo dài của màng tế bào trong tế
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Kháng nguyên vỏ (K): Kháng nguyên vỏ (K) gồm 3 kháng nguyên là L, A và B.
+ Kháng nguyên L: Ngăn không cho hiện tượng ngưng kết O của vi khuẩn E. coli sống xảy ra. Khi đun ở 1000C, kháng nguyên L bị phá huỷ trong 1 giờ.
+ Kháng nguyên A: Ngăn hiện tượng ngưng kết O của E. coli. Dùng kháng huyết thanh A trộn với E. coli có kháng nguyên A gây hiện tượng phình vỏ vi khuẩn. Đun ở nhiệt độ 1200
C trong 2 giờ mới phá huỷ được kháng nguyên A.
+ Kháng nguyên B: Gồm nhiều thành phần B1, B2, B3, B4, B5. Kháng nguyên B cũng ngăn không cho ngưng kết O của vi khuẩn E. coli sống xảy ra. Đun ở 1000C trong 1 giờ kháng nguyên B bị phá huỷ một phần:
- Kháng nguyên lông (H): Kháng nguyên lông (Hauch) là thành phần lông của vi khuẩn, có bản chất protein, kém bền vững hơn so với kháng nguyên O. Kháng nguyên H không là yếu tố độc lực của vi khuẩn, nhưng có khả năng tạo miễn dịch mạnh. Phản ứng miễn dịch xảy ra nhanh hơn so với kháng nguyên O. Kháng nguyên H của vi khuẩn E. coli không có vai trò bám dính, không có tính độc và cũng không có ý nghĩa trong đáp ứng miễn dịch phòng vệ nên ít được quan tâm nghiên cứu, nhưng nó có ý nghĩa rất lớn trong xác định giống của vi khuẩn (Orskov.F, 1978 [69]). Kháng nguyên H của vi khuẩn E. coli chỉ có một pha, được biểu thị bằng số 1, 2, 3, 4.
- Kháng nguyên thân (O). Tính chất giống như kháng nguyên O của các vi khuẩn đường ruột khác, phần lớn E. coli có kháng nguyên K bao phủ kín kháng nguyên O, nên khi vi khuẩn còn sống không gây ngưng kết với kháng nguyên O tương ứng. Mỗi typ vi khuẩn E. coli có một kháng nguyên O riêng, chúng có những yếu tố khác nhau được biểu thị bằng số I, II, III. Kháng nguyên O được coi là một yếu tố độc lực có thể tìm thấy ở thành tế bào và có liên hệ trực tiếp với hệ thống miễn dịch. Kháng nguyên O khi gặp huyết thanh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
tương ứng sẽ xảy ra phản ứng ngưng kết. Ngưng kết O tạo thành những hạt nhỏ, khó tan.
Dựa vào cấu tạo kháng nguyên E. coli được chia làm nhiều nhóm. Căn cứ vào cấu tạo kháng nguyên O, K và H vi khuẩn E. coli được chia thành nhiều typ, mỗi typ đều được ghi thứ tự các yếu tố kháng nguyên O, K và H.
Trong 28 typ huyết thanh E. coli phổ biến, có 8 chủng gây bệnh là: O111B4, O86B7, O55B5, O26B6, O127B8 (Mỹ), O128B12 (Anh), 408 và 145.
- Kháng nguyên F (Kháng nguyên Fimbriae-kháng nguyên bám dính). Hầu hết các chủng E. coli gây bệnh đều sản sinh ra một hoặc nhiều kháng nguyên bám dính. Các chủng không gây bệnh thì không có kháng nguyên bám dính. Kháng nguyên bám dính giúp vi khuẩn bám vào các thụ thể đặc hiệu trên bề mặt tế bào biểu mô ruột và trên lớp màng nhày để xâm nhập và gây bệnh, đồng thời chống lại khả năng đào thải vi khuẩn của nhu động ruột. Một số kháng nguyên bám dính của vi khuẩn E. coli thuộc nhóm ETEC (Enterotoxigenic E. coli) gây bệnh chủ yếu cho lợn là F4 (K88), F5 (K99), F6 (987P), F18 và F41, nhưng kháng nguyên bám dính đặc trưng của vi khuẩn E. coli gây bệnh phù đầu là F4 và F18. Kháng nguyên bám dính được phân loại bởi phản ứng huyết thanh, thụ thể đặc hiệu hoặc bằng khả năng ngưng kết hồng cầu với các loài động vật khác nhau, bằng phản ứng PCR (Cater G.R và cs, 1995 [37]).