痢疾志賀氏菌的主要致病機理包括兩個方面，一方面是侵襲腸上皮細胞并在腸上皮細胞之間擴散，這是致病的關(guān)鍵步驟，另一方面Ⅰ型痢疾志賀氏菌還可產(chǎn)生一種外毒素—志賀毒素，這也是一個重要的毒力因子，它可導(dǎo)致被感染者繼發(fā)出血性結(jié)腸炎、溶血性尿毒綜合癥等疾病。本章對痢疾志賀氏菌的毒力因子和致病作用的討論主要集中在其對腸上皮細胞的侵襲和志賀毒素對宿主細胞的作用上。
一、侵 襲
痢疾志賀氏菌能夠侵襲腸上皮細胞并在腸上皮細胞之間擴散，雖然痢疾志賀氏菌與腸侵襲性大腸桿菌在遺傳學(xué)上非常相似，但它們的侵襲機理、宿主和組織的特異性都各不相同。腸侵襲性大腸桿菌能夠在人和其它很多動物的胃腸道定居，因此能引起胃腸道廣泛區(qū)域的疾病。而痢疾志賀氏菌有高度的宿主和組織特異性，它通常只感染人或靈長類動物的結(jié)腸上皮細胞，從而引起細菌性痢疾。
志賀氏菌侵襲腸上皮細胞的能力是其重要的致病作用之一，志賀氏菌侵入腸上皮細胞以后，細菌的icsA基因編碼產(chǎn)物使宿主細胞的肌動蛋白在細菌的一極多聚化，形成慧星尾結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生推動力，將細菌推到上皮細胞的邊緣，繼續(xù)推動使上皮細胞膜產(chǎn)生突起，突起被相鄰的細胞內(nèi)在化，細胞得以直接從一個上皮細胞擴散到另一個上皮細胞，而無需經(jīng)過細胞外的過程?？傮w上，志賀氏菌對腸上皮細胞的侵襲可分為四個階段：侵入腸上皮細胞、細胞內(nèi)繁殖、細胞內(nèi)的運動和細胞間的擴散、殺死宿主細胞和造成潰瘍。
1.細菌侵入腸上皮細胞與細菌在宿主細胞內(nèi)的繁殖
志賀氏菌與腸上皮細胞的接觸對侵襲來說是必要的，現(xiàn)已知道志賀氏菌有菌毛存在，但菌毛與細菌在腸上皮細胞上的接觸與定居是否有關(guān)尚不清楚，也沒有證據(jù)表明志賀氏菌的菌毛與細菌的粘附有關(guān)。
過去曾認為痢疾志賀氏菌是通過腸道上皮細胞頂部的刷狀緣侵入上皮細胞的。近年來的研究發(fā)現(xiàn)細菌首先侵入人腸道派伊爾小結(jié)（Payer’s patch）上的M細胞（圖30-2），通過M細胞進入上皮下淋巴組織，在那里被巨噬細胞吞噬。痢疾志賀氏菌引起巨噬細胞凋亡，細菌從死亡的巨噬細胞中釋放出來，志賀氏菌能夠識別結(jié)腸絨毛基底部的整聯(lián)蛋白α5β1，從腸上皮細胞的基底面侵入腸上皮細胞。細菌與上皮細胞接觸以后激活Ⅲ型分泌系統(tǒng)，分泌侵襲性蛋白（Ipa），然后通過激活一個復(fù)雜的信息傳導(dǎo)系統(tǒng)而引起接觸部位的細胞骨架發(fā)生重排，細胞膜凹陷包圍細菌形成吞噬泡，然后細菌裂解吞噬泡膜，細菌釋放到胞將中去，在胞漿中擴散、增殖。在細胞內(nèi)細菌大約每40分鐘繁殖一代。
痢疾志賀氏菌通常感染結(jié)腸部位，且感染機體時先通過M細胞侵襲上皮下淋巴組織，再侵襲上皮細胞，導(dǎo)致淋巴小結(jié)相關(guān)上皮（FAE）的潰瘍。這與志賀氏菌感染時主要在結(jié)腸形成粘膜潰瘍的癥狀一致，因為在結(jié)腸處M細胞和淋巴小結(jié)比較豐富。
2.痢疾志賀氏菌在宿主細胞內(nèi)的運動
痢疾志賀氏菌不是胞內(nèi)寄生菌，但它可以在腸上皮細胞內(nèi)繁殖。在侵入腸上皮細胞后，志賀氏菌先在宿主細胞內(nèi)，繼而在細胞間擴散，造成腸上皮細胞的溶解和壞死，腸粘膜發(fā)生潰瘍和膿腫，繼而引起更嚴(yán)重的疾病。
志賀氏菌在細胞內(nèi)和細胞間的擴散是一個多步驟多因子的過程，有多個毒力因子的參與。志賀氏菌侵入腸上皮細胞，是由上皮細胞形成偽足，通過吞噬作用，形成吞噬體來實現(xiàn)的。志賀氏菌沒有鞭毛，無動力。但志賀氏菌要在宿主細胞內(nèi)及細胞間擴散就必需具有運動性，志賀氏菌的運動是通過上皮細胞內(nèi)的肌動蛋白聚集來實現(xiàn)的。當(dāng)志賀氏菌進入上皮細胞以后，志賀氏菌能夠誘導(dǎo)F-肌動蛋白的聚集，肌動蛋白在聚集在細菌的一端呈極性分布，多聚化后形成一種類似慧星樣的結(jié)構(gòu)，繼而趨動細菌的運動。通過這種方式志賀氏菌具有了運動性，其運動速度大約為0.4μm/秒。1968年Ogawa等第一次觀察到志賀氏菌在細胞內(nèi)的運動。志賀氏菌在宿主細胞內(nèi)的運動能力與其致病性有密切關(guān)系。
一般而言，在細菌侵入上皮細胞20～40分鐘左右，大部分細菌便脫離了吞噬泡結(jié)構(gòu)，細菌繼而與肌動蛋白相互作用，在侵入宿主細胞內(nèi)2小時左右開始運動，具有自由運動的能力。在2～3個小時內(nèi)便可占據(jù)整個細胞漿。
志賀氏菌在宿主細胞內(nèi)的運動必須要有icsA/virG基因存在。IcsA/VirG是一種分子量為120KDa的外膜蛋白，它由1102個氨基酸殘基組成，其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)可以分為三個區(qū)域：N末端的信號肽序列（1～52位氨基酸殘基），中間是含706個氨基酸殘基的α區(qū)域（53～758位氨基酸殘基），以及C末端的含344個氨基酸殘基的β核區(qū)域（759～1102位氨基酸殘基）。α區(qū)域位于細菌表面，而β核區(qū)域鑲嵌于細菌外膜中，在膜上形成一種孔狀結(jié)構(gòu)，α區(qū)域就是通過這種孔狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到細菌表面的。IcsA/VirG蛋白的這種結(jié)構(gòu)也說明了它有可能是一種典型的自轉(zhuǎn)運蛋白。
志賀氏菌在宿主細胞內(nèi)要獲得運動能力，肌動蛋白在細菌表面的聚集在這個過程中起著重要作用。志賀氏菌這種誘使肌動蛋白在細菌表面聚集的作用就是由IcsA/VirG蛋白誘導(dǎo)的。IcsA/VirG并不能直接誘導(dǎo)肌動蛋白的聚集，在IcsA/VirG蛋白N末端有一段富含甘氨酸的序列，它能與N-WASP（Neuronal Wiskoff-Aldrich syndrome protein）蛋白結(jié)合，N-WASP又能與Arp 2/3結(jié)合，因此在志賀氏菌表面形成的IcsA/VirG、N-WASP和Arp 2/3復(fù)合物從而介導(dǎo)肌動蛋白的聚集。
IcsA/VirG蛋白具有ATP酶的活性，可水解ATP，為肌動蛋白在細菌表面的聚集化提供能量。IcsA/VirG蛋白它在細菌的外膜呈典型的不對稱分布。它只分布于細菌的一端，即分布于志賀氏菌和聚集的肌動蛋白絲尾部相連接的地方。雖然現(xiàn)在對志賀氏菌表面IcsA/VirG蛋白的這種不對稱分布的原因還不很清楚，但這種不對稱分布是志賀氏菌在宿主細胞內(nèi)運動所必需的，也只有IcsA/VirG蛋白的這種不對稱分布才能誘導(dǎo)肌動蛋白在細菌一端的聚集，從而推動細菌的運動。
在IcsA/VirG蛋白α區(qū)域N末端的2/3區(qū)域是介導(dǎo)志賀氏菌感染宿主細胞以后，肌動蛋白在細菌表面的聚集所必需的，這個區(qū)域含有6個富含甘氨酸的重復(fù)序列，它能夠與宿主細胞蛋白質(zhì)相互作用，從而誘導(dǎo)肌動蛋白的聚集。α區(qū)域C末端1/3的區(qū)域是IcsA/VirG蛋白在細菌表面不對稱分布所必須的，該區(qū)域的缺失突變會使細菌表面的IcsA/VirG蛋白呈均勻分布，從而使志賀氏菌在宿主細胞內(nèi)無法獲得運動能力。事實上，IcsA/VirG蛋白的這種不對稱分布與志賀氏菌染色體和質(zhì)粒上的許多基因有關(guān)。
肌動蛋白在志賀氏菌一端的聚集過程中，宿主細胞中的一些因子也參與其中，包括α-輔肌動蛋白（α-actinin）、細絲蛋白（Filamin）、VASP（Vasodilator-stimulated phosphoprotein）、紐帶蛋白(Vinculin)和N-WASP等。在這些蛋白中只有紐帶蛋白和N-WASP能夠與VirG直接結(jié)合。志賀氏菌感染宿主細胞以后，完整的紐帶蛋白（120KDa）被裂解為一個90KDa的片段，裂解后的紐帶蛋白暴露出一個位點，該位點有一個富含脯氨酸的區(qū)域，該區(qū)域能夠與VASP結(jié)合。VASP到達志賀氏菌表面，轉(zhuǎn)而誘使其它一些骨架蛋白參與到肌動蛋白聚集和志賀氏菌的運動中。
3.志賀氏菌向周圍細胞的擴散
志賀氏菌侵入腸上皮細胞以后，大量繁殖，志賀氏菌再通過肌動蛋白的聚集獲得了運動性，大量的志賀氏菌都趨向于宿主細胞的一端，在這個地方，宿主細胞形成偽足樣的突起。在突起的頂端含有很多志賀氏菌，突起的直徑為0.5μm，長度為20μm。
細菌在宿主細胞形成的突起可伸向鄰近的上皮細胞，該突起又可被鄰近的細胞包圍，一旦被包圍以后，這兩個細胞的膜就發(fā)生裂解，從而使細菌從一個細胞直接轉(zhuǎn)移到另一個細胞，而不用暴露在細胞外環(huán)境中（圖30-2）。
已知染色體上的vacJ（Virulence-associated chromosome locus J）基因和位于侵襲性大質(zhì)粒上的icsB基因與志賀氏菌在細胞間的擴散有關(guān)。vacJ基因編碼著一個分子量為28KDa的蛋白質(zhì)，在N末端含有一個信號肽，具有脂蛋白的特征，位于細胞表面。vacJ基因缺失菌株不能感染鄰近細胞，細菌只是聚集在宿主細胞內(nèi)。位于質(zhì)粒上的另一個基因icsB也與細菌的擴散功能有關(guān)。IcsB蛋白的分子量為50KDa，位于細菌表面。icsB基因參與宿主細胞突起的膜結(jié)構(gòu)的破壞，釋放細菌進入鄰近細胞。icsB基因是如何裂解突起的膜結(jié)構(gòu)的機制目前仍不清楚。
4．痢疾志賀氏菌與腸上皮細胞的相互作用
痢疾志賀氏菌侵入腸上皮細胞以后，可引起局部炎癥反應(yīng)和多形核白細胞浸潤，破壞上皮細胞間的緊密連接。細菌可以直接通過上皮細胞間質(zhì)接觸上皮細胞的基底膜，從而侵入上皮細胞，最終導(dǎo)致上皮屏障功能的完全喪失。志賀氏菌能夠引起腸組織的炎癥反應(yīng)，改變腸道的通透性，從而使志賀氏菌能夠更容易侵入細胞。志賀氏菌還能夠引起腸道組織廣泛性的膿腫和潰瘍，這也是志賀氏菌病的特征病變之一。上皮細胞被志賀氏菌感染以后，能夠釋放出致炎因子，進而引起局部組織的炎癥。因此志賀氏菌感染宿主細胞，并在細胞間擴散，是引起細菌性痢疾的基礎(chǔ)。
志賀氏菌侵入宿主細胞以后，VirG蛋白能夠結(jié)合并激活N-WASP蛋白，并激活核因子NF-κB，產(chǎn)生IL-8。IL-8能增加中性粒細胞（PMNs）的移行，中性粒細胞的移行又能夠破壞宿主細胞的通透性，并增加志賀氏菌的侵襲力（圖18-2）。
志賀氏菌穿過FAE的M細胞以后，到達淋巴小結(jié)，淋巴小結(jié)是巨噬細胞和樹突狀細胞集中的場所。志賀氏菌能夠侵襲巨噬細胞，從而在2小時內(nèi)就能引起巨噬細胞凋亡。志賀氏菌這種誘導(dǎo)巨噬細胞凋亡的現(xiàn)象是由其分泌的IpaB介導(dǎo)的，IpaB能夠激活半胱氨酸蛋白酶，從而水解IL-1β和IL-18的前體，使之形成成熟的IL-1β和IL-18。最近的實驗已經(jīng)證實了在感染志賀氏菌的巨噬細胞中有IL-1β和IL-18。IL-1β能夠破壞上皮細胞屏障和上皮組織的均一性，從而有利于細菌的侵襲和擴散，IL-1β還能增強炎癥反應(yīng)和組織損傷。IL-18是IFN-γ的誘導(dǎo)劑，而IFN-γ能夠殺死志賀氏菌。因此志賀氏菌侵入巨噬細胞以后，一方面IL-1β促進細菌的侵襲和擴散，增強炎癥反應(yīng)和組織損傷，另一方面IL-18能夠抑制細菌的生長，從而形成一種平衡。
二、志賀毒素（Shiga toxin，Stx）
Ⅰ型痢疾志賀氏菌所產(chǎn)生的志賀毒素屬于一種細胞毒素，但它同時具有腸毒性和神經(jīng)毒性。Stx也是痢疾志賀氏菌重要的毒力因子之一。志賀氏菌中只有Ⅰ型痢疾志賀氏菌能夠產(chǎn)生Stx，它產(chǎn)生的Stx與腸出血性大腸桿菌O157:H7產(chǎn)生的Stx1完全相同。Stx包含有A-B亞基的基本結(jié)構(gòu)，它是由一個A亞基和五個B亞基組成(圖30-3)。志賀毒素A亞基分子量為32KDa，它可被蛋白酶水解為A1和A2兩部分，A1和A2之間是通過一個二硫鍵相連。A1肽分子量為28KDa，它具有N-糖苷酶活性，能夠抑制真核細胞的蛋白質(zhì)合成，是志賀毒素的酶活性中心；A2肽分子量為4KDa，它的作用是將A1肽和B亞其連接起來。有報道指出，StxA亞基具有酶活性的最小結(jié)構(gòu)域為第75－268位氨基酸殘基構(gòu)成的多肽。B亞基是由5個相同的7.7KDa的小亞基構(gòu)成的五聚體，每個小亞基由69個氨基酸殘基所構(gòu)成。B亞基能夠與特定的脂多糖受體球丙糖?；拾贝迹℅lobotriaosylceramide，Gb3）結(jié)合。Gb3存在于真核細胞表面，在腸上皮細胞、腎內(nèi)皮細胞和中樞神經(jīng)細胞等細胞膜上含量較為豐富，是Stx的主要受體。經(jīng)研究證實，組成B亞基的每個小亞基都可以與三個Gb3結(jié)合，因此一個Stx毒素的B亞基五聚體可與十五個Gb3受體結(jié)合，而且這五個聚合的單體排列在一個平面上。志賀毒素B亞基與受體結(jié)合以后，全毒素通過胞吞作用進入細胞，然后被轉(zhuǎn)移至高爾基體，再到達內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。最后A亞基被轉(zhuǎn)至胞漿，作用于核糖體60S亞基，志賀毒素的A亞基發(fā)揮N-糖苷酶活性，切斷核糖體60S亞基的28S rRNA第4232位腺嘌呤的N-糖苷鍵，從而阻止宿主細胞蛋白質(zhì)的合成，這種作用會導(dǎo)致腎內(nèi)皮細胞，腸上皮細胞，Vero細胞或Hela細胞，或者其它任何具有Gb3受體的真核細胞的死亡。有研究表明單獨的A1肽的酶活性比志賀毒素全毒素的活性還強36倍。但若沒有A2亞基，A1亞基就不能與B亞基結(jié)合成全毒素，由于失去了與受體結(jié)合的能力，也就不能對具有Gb3受體的細胞產(chǎn)生毒性作用。
在腸道中Stx能夠殺傷上皮細胞，并引起嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)和廣泛的組織病理學(xué)損傷，從而導(dǎo)致血痢或無血性腹瀉。痢疾志賀氏菌在腸道中所產(chǎn)生的Stx被認為吸收進了血液（盡管臨床上在病人的血液中未檢出這種毒素，但最新的研究表明它可以與紅細胞膜上的受體結(jié)合），從而導(dǎo)致HUS。據(jù)認為，HUS的發(fā)病機制是由于Stx引起腎小球內(nèi)皮細胞的損傷，從而降低腎小球濾過率，引起血小板減少，微血管溶血性貧血，最后導(dǎo)致腎衰竭。
很多實驗表明Stx與腹瀉和小腸結(jié)腸炎密切相關(guān)。最早的實驗是將純化的Stx注入結(jié)扎的家兔的腸管，結(jié)果導(dǎo)致積液和組織損傷。這可能是由于Stx選擇性地殺死腸絨毛有吸收功能的上皮細胞從而導(dǎo)致分泌相對增加。與LT或CT不同的是，Stx并不增加氯離子的分泌。靜脈注射Stx能導(dǎo)致家兔非出血性腹瀉，說明該毒素除了與絨毛尖端細胞特異結(jié)合外還有其它作用機制。
有研究表明痢疾志賀氏菌I型Stx陰性突變株作用于猴子所引起的疾病癥狀要比Stx陽性株輕微。這兩株菌導(dǎo)致相同的腹瀉量，但是Stx陽性株所引起的腹瀉糞便中檢測出更多的紅細菌，并且結(jié)腸粘膜微血管的損傷也更嚴(yán)重。
盡管在HUS病人的血液中還沒有檢測到Stx，但估計Stx在腸道產(chǎn)生后能夠被吸收入血。在體外培養(yǎng)的腸上皮細胞，Stx可以穿過細胞單層而不引起細胞變化，通路可能是穿過細胞，也可能是穿過細胞間隙。細菌內(nèi)毒素，或者其它的引起炎癥的因素對腸上皮的損傷都會增加Stx向血液中的轉(zhuǎn)移。盡管還沒有動物模型證明Stx能引起典型的HUS的腎臟病理變化，但是給家兔靜脈注射Stx能夠在中樞神經(jīng)系統(tǒng)和腸道引起血管病變，而這些器官都是Gb3受體最多的地方。家兔腎臟缺乏Gb3受體，所以在家兔模型中很少或看不到腎臟損傷。人的腎臟組織Gb3受體較為集中，有實驗表明Stx對體外培養(yǎng)的人腎內(nèi)皮細胞具有細胞毒性，而且能夠引起典型的腎臟組織病理學(xué)變化，包括腎小球內(nèi)皮細胞腫脹和血小板及纖維素在腎小球的沉積。Stx對腎小球內(nèi)皮細胞的損傷導(dǎo)致腎小球毛細血管腔的狹窄和微血管系統(tǒng)被血小板和纖維素所阻塞，從而導(dǎo)致腎小球濾過率下降，最終導(dǎo)致HUS典型的急性腎衰。
有研究表明Stx還有誘生細胞因子的作用，例如TNF-α和IL-6。TNF-α和IL-6能夠加強Stx對體外培養(yǎng)的人血管內(nèi)皮細胞的細胞毒性作用。這兩種細胞因子，再加上LPS，能夠誘導(dǎo)內(nèi)皮細胞Gb3的表達從而促進Stx與靶細胞的結(jié)合，臨床發(fā)現(xiàn)，HUS病人的血清和尿中的IL-6水平升高，并且IL-6的水平的高低與疾病的預(yù)后密切相關(guān)。由此可知Stx誘生的細胞因子也在其致病作用中扮演著重要角色，Stx的致病作用是Stx直接的細胞毒作用和誘生出的細胞因子的間接作用相輔相成的結(jié)果。
三、鐵的利用
志賀氏菌的侵襲力是其重要的致病機制之一。志賀氏菌能否引起疾病，取決于它是否能夠克服宿主的抗菌屏障和逃避免疫系統(tǒng)，從而侵入宿主細胞，并在宿主細胞內(nèi)繁殖、運動和引起宿主細胞的損傷。在這個過程中除了志賀氏菌本身的侵襲能力外，還與營養(yǎng)的攝取有關(guān)。某些組織是否具有某種特殊的營養(yǎng)物質(zhì)，可能會成為引起感染部位的最主要的決定因素。一個關(guān)鍵而又往往缺乏的物質(zhì)就是鐵離子。宿主細胞內(nèi)的游離鐵往往被運鐵蛋白（Transferrin）和乳鐵蛋白(Lactoferrin)等一些分子螯合著，細菌不能利用。志賀氏菌通過鐵載體(Siderophores)的作用，從宿主細胞中獲得鐵離子的能力，也是其毒力的決定因素。在宿主細胞內(nèi)，鐵離子普遍缺乏，低鐵往往是誘導(dǎo)毒力基因表達的信號。
許多病原菌都具有結(jié)合并轉(zhuǎn)運亞鐵血紅素（Heme）的能力，因為在宿主細胞中亞鐵血紅素是鐵離子最重要的來源，因此病原菌感染宿主細胞后多以亞鐵血紅素作為自身的鐵源。在痢疾志賀氏菌感染周期中，細菌在宿主上皮細胞質(zhì)中存活并繁殖這段時間在其致病作用中具有重要意義。志賀氏菌在宿主細胞內(nèi)存活并繁殖，必須獲得充足的營養(yǎng)，其中包括鐵的攝取。
在宿主細胞內(nèi)細菌有多種攝取鐵的方法，有的通過合成和轉(zhuǎn)運含鐵物質(zhì)、低分子量的鐵復(fù)合物，并通過更高的親合力與宿主競爭鐵離子；有的直接利用宿主細胞內(nèi)的鐵源，如亞鐵血紅素、血紅蛋白、運鐵蛋白和乳鐵蛋白等。痢疾志賀氏菌合成并利用兒茶酚鐵腸桿菌素，它可以亞鐵血紅素作為唯一的鐵源。痢疾志賀氏菌轉(zhuǎn)運亞鐵血紅素依賴于TonB蛋白及其附屬蛋白ExbB和ExbD。TonB蛋白為鐵復(fù)合物通過細菌外膜提供能量，TonB跨越細菌周質(zhì)，將能量從細胞質(zhì)膜轉(zhuǎn)移到外膜受體上，使鐵離子復(fù)合物穿過外膜進入周質(zhì)內(nèi)，內(nèi)膜滲透酶再將之轉(zhuǎn)移到細菌細胞質(zhì)內(nèi)。TonB蛋白C末端可直接和外膜上與鐵離子轉(zhuǎn)運有關(guān)的受體相互作用。TonB的N末端錨定在細胞質(zhì)膜蛋白上，并與ExbB相互作用。ExbB和ExbD的作用是穩(wěn)定和重復(fù)利用TonB蛋白。
有研究表明TonB是痢疾志賀氏菌具有毒力特征所必需的。痢疾志賀氏菌在宿主細胞內(nèi)生長需要TonB，TonB可能還與痢疾志賀氏菌在宿主細胞內(nèi)攝取其它一些營養(yǎng)物質(zhì)有關(guān)，也可能與痢疾志賀氏菌毒力特征有關(guān)的復(fù)合物的轉(zhuǎn)運有關(guān)。
四、運 動 性
一般認為志賀氏菌沒有運動性，鞭毛是細菌的運動器官，而志賀氏菌沒有鞭毛，因此也就不具有運動性。但Almamun等的研究發(fā)現(xiàn)，在弗氏志賀氏菌和宋內(nèi)氏志賀氏菌染色體上發(fā)現(xiàn)了編碼鞭毛蛋白的fliC基因，而鞭毛蛋白是細菌鞭毛的主要組成部分。后來在鮑氏志賀氏菌和痢疾志賀氏菌中也發(fā)現(xiàn)了fliC基因。將這幾個菌株的fliC基因與其它具有運動性的菌株fliC基因進行序列分析比較，結(jié)果表明它們之間具有很高的同源性。利用大腸桿菌和鼠傷寒沙門氏菌一些編碼鞭毛的基因作為探針，與志賀氏菌進行雜交試驗，結(jié)果也表明志賀氏菌含有大部分編碼鞭毛所需的基因。通過進化和系統(tǒng)發(fā)生學(xué)研究表明志賀氏菌是在進化過程中逐漸丟失其運動性的，大約在105年以前志賀氏菌也具有鞭毛，具有運動性。但是志賀氏菌在進化過程中為什么會丟失鞭毛，從而失去運動性，又是怎樣丟失的呢，這些目前都還不清楚。
Giron等曾在1995年報道幾株新從臨床分離的志賀氏菌具有少量鞭毛，并且具有運動性。這與通常的認為志賀氏菌沒有運動性相矛盾，為什么會有這種情況呢？有人認為志賀氏菌這種具有鞭毛的返祖現(xiàn)象可能是生存選擇的結(jié)果。在腸道內(nèi)，志賀氏菌如果具有鞭毛，它就能通過運動“找到”合適的腸道侵襲部位，進而引起感染，而沒有運動性的志賀氏菌侵襲腸上皮細胞的可能性就要小一些。在實驗室細菌培養(yǎng)和保存過程中，鞭毛不具有任何作用，對細菌來說反而是一種負擔(dān)，因為鞭毛會消耗大量的能量。因此在臨床上具有運動性的志賀氏菌在實驗室通過幾代培養(yǎng)以后也可能會丟失其運動性。通過這項研究也為志賀氏菌在進化過程中丟失鞭毛的原因提供了線索。