病原性因子
内毒素は、グラム陰性細菌の細胞壁を構成するリポ多糖(LPS)成分の一つである。内毒素LPSのリピドAと呼ばれる部分が毒性を示す 。内毒素は単球の受容体と結合すると、脱顆粒を導く炎症媒介物質の放出を引き起こし、炎症の原因となる。この免疫応答の一部として、発熱などの症状を引き起こすサイトカインの放出が行われる。多量のLPSに被爆すると敗血症性ショックか内毒素ショックを起こし、重篤な場合には死に至る。内毒素は非免疫原性であり、したがって後天性免疫応答の対象とならない。
感染症の抑制のため、病原性因子とその遺伝子を標的とした研究が進められている 。アルカロイド やフラボノイド 、ペプチド などの低分子には病原性因子の活性や発現を阻害するものがあり、研究の対象となっている。病原体の調査とその病原性因子の同定・解析作業も行われており、感染過程のより深い理解と、新しい診断技術や抗菌物質、ワクチン、トキソイドの開発につながるものと期待されている。病原性因子の研究には生化学、免疫学、および遺伝学のアプローチがある。ランダム突然変異を人工的に導入することにより細菌DNAは病原性から非病原性に変わることがある。この方法は、膜成分か分泌産物をコードする遺伝子や、病原性因子を制御する遺伝子の同定に役立つ。
仮性結核菌(Yersinia pseudotuberculosis)の研究により、遺伝子の水平伝播により細菌は非病原性から病原性に変わることが実験的に確かめられている。一方、DNA配列の無作為挿入(トランスポゾン)を利用することで病原性因子を探し出すことができる。トランスポゾンはゲノムから探知可能なマーカーとなる。無作為挿入によりトランスポゾンが病原性因子遺伝子の隣または配列中に位置した場合、その遺伝子の発現は停止する。
細菌は種々のアドヘシン(リポタイコ酸、自己輸送体アドヘシン三量体、その他多くの表面タンパク質)を産生し、宿主組織へと付着する。
莢膜は、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)を含む多くの細菌の表面構造を形成する。宿主の外側にいる間に宿主からの食作用から保護し、免疫回避に重要な役割を果たす。
化膿レンサ球菌(Streptococcus pyogenes)といった多くの細菌ではタンパク質分解酵素を用いて免疫グロブリン(Ig)を分解できる。免疫グロブリンとは宿主が感染に応答して発現・分泌する抗体である。宿主による病原体の分解に中心的な役割を演じる。
ウイルスも病原性因子を有しており、ニッチ特異的なウイルス遺伝子が病原性因子をコードする。これらの遺伝子は特定の時期または環境で特定の役割を果たす。典型的なのは、ヘルペスウイルスなど多くの病原ウイルスが有する、潜伏期間を制御する遺伝子である。マウスγヘルペスウイルス68(γHV68)やヒトヘルペスウイルスは、特定の環境条件が現れた際に再活性化して慢性感染を維持する遺伝子群に依存する。この遺伝子群はウイルスの溶解段階には必須ではないが、慢性疾患や増殖の促進に重要である。