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一般認為，V．p的主要致病作用是其可產生溶血毒素。主要的溶血毒素有耐熱性溶血毒素（THD）和耐熱性溶血毒素相關的溶血毒素（TRH），此外副溶血弧菌還可產生不耐熱溶血毒素（TLH）。

①耐熱性溶血毒素（THD）。Obara（1971）從KP陽性的細菌培養濾液中分離到耐熱性溶血毒素，該毒素是不含糖或脂質的蛋白質，由兩個相同的亞單位組成，分子質量42ku，該毒素對熱耐受（耐100~C，10min），故稱為副溶血弧菌耐熱性溶血毒素（thermostable direethemolysin，TDH），副溶血弧菌產生的耐熱性溶血毒素（TDH）是重要的致病因子，臨床上分離的副溶血弧菌株絕大多數可出現一種特殊的溶血現象，稱為神奈川現象（Kanagawaphenomenon，KP）。TDH由tdh基因編碼，Nishibuchi等通過純化THD并克隆了相應基因，發現THD由兩條相同的氨基酸鏈組成，每條氨基酸由567個堿基編碼成189個氨基酸，其中前24個氨基酸為信號肽，后165個氨基酸為功能區；其開放閱讀框長為576bp。

Nishibuchi等比較了表型變種和攜帶tdh基因的核酸序列變種之間的關系，發現典型的KP+菌株攜帶有兩個染色體基因拷貝，即tdhJ和tdh2，而呈現溶血弱陽性或陰性tdh+株只攜帶有一個染色體基因拷貝。典型的Kp+株分離的兩種基因拷貝97．2％同源。將由核酸序列推測的氨基酸序列與tdh 5缺失的溶血陽性的菌株經Edam變性后得到的蛋白質序列比較發現，溶血現象主要與tdh2基因位點相關。另外兩個基因拷貝（tdh3和tdh4）則可從KP-株中克隆到這些株當中，除了染色體上有一個單拷貝（tdh3）外，質粒中也包含有一個基因拷貝（即tdh4）。tdh3和tdh4基因都可在大腸桿菌中表達，產生具有溶血活性的TDHs。后來在研究副溶血弧菌AQ3860時，用HindⅢ消化其染色體DNA發現110kbHindⅢ片斷內還含有一種類似TDH的基因序列，命名為tdh5。tdh5較其他tdh基因更接近于trh。tdh 5與tdh2、tdh3、tdh4、tdh5相似率分別達97．2％、96．7％、96．7％和96．7％，因此tdh基因的保守序列可被用來作為PCR技術檢測副溶血弧菌的目標基因。

②TDH相關溶血毒素（TRH）。Nishibuchi等從到馬爾代夫旅游腹瀉病人中分離到一批KP陰性的副溶血弧菌，表明副溶血弧菌除KP溶血素（TDH）外，還存在另外的致病因子，這種因子亦具有與TDH類似的結構以及在兔腸結扎試驗中引起腸液潴留的活性，但不耐熱，且引起溶血的敏感動物紅細胞的種類與TDH不同（對牛紅細胞的溶血活性很高，對馬紅細胞無溶血活性），已證實這是副溶血弧菌產生的另一種與TDH相似，但不相同的新毒素，現命名為TDH相關溶血毒素（TDH related hemolysin，TRH）。TRH是由副溶血弧菌染色體上的trh基因編碼的溶血性毒素，將攜帶trh基因的pBIKg質粒用AVa1、BamHⅡ、EcroI、HindⅡ進行限制性酶切，發現trh基因位于110KbAVaI-HindⅢ片段內。不同菌株的trh基因序列有明顯差異，根據雜交信號強弱的不同，可將trh基因分為trh1和trh-，兩者有84％的同源性。研究還表明trh基因和tdh基因的同源性達68％。

③不耐熱溶血毒素（TLH）。近年來的研究發現，副溶血弧菌除了產生TDH和TRH溶血素外，還可產生另一種溶血毒素，即不耐熱溶血毒素（thermolabile hermolysin，TLH）。TLH不但溶解人的紅細胞，而且溶解馬的紅細胞，生化試驗表明TLH是一種非典型的磷脂酶，但其功能和致病性仍不十分清楚。TLH由tlh基因編碼，國外已報道了編碼TLH的基因序列，tlh位于染色體上，長約113kb。國內李志峰等對tlh基因進行克隆和序列分析，結果顯示TLH作為特異性診斷靶抗原可能具有潛在的應用價值。