瘟疫、细菌性痢疾以及霍乱三者的共通之处是，三种疾病均是由细菌通过复杂的毒力注射装置来进行感染的危险性疾病。通过像针状一样的结构，细菌可以将分子药剂（小分子化合物）注射入宿主细胞，随后引起宿主细胞的免疫反应。近日，来自美国华盛顿大学和德国的研究者使用原子分辨力方法阐明了细菌的毒性针状结构。研究者的研究发现也为新型药物的开发以及阻止病原菌感染提供了一定的线索和帮助。相关研究成果已于近日刊登在了国际著名杂志Nature上。
细菌外膜上数百个空的针状结构可以帮助细菌引起致命性的瘟疫和霍乱，针状结构和基底一起嵌入进细菌细胞的外膜中，这些微小的针状结构构成了致病菌的毒素注射结构，即为细菌的三型分泌系统（T3SS），细菌可以利用三型分泌系统将毒素蛋白注射入宿主细胞，引发宿主细胞的免疫反应等反应。截止到今天，我们仍使用传统的抗生素来应对致病菌的感染，但是，有一些细菌会产生较强的耐药性，目前全世界的研究者都在奋力寻找新型治疗耐药性细菌感染的新型药物。
目前，对于细菌这种约60至80纳米长、8纳米那么宽的针状结构，我们并不清楚。经典的方法如X射线晶体衍射法或X射线电子显微镜法并不能精确指示这种针状结构。这种针状结构不能结晶也不能溶解，科学家尝试了很多方法却不能解码其原子结构。因此，研究者Adam Lange和Stefan Becker采用了一种全新的方法，并且和华盛顿大学的研究者合作，在实验室用固态核磁光针光谱学技术、电镜术以及电脑模型技术将针状结构的产物成功地结合了起来。随后，研究者解译了针状结构的原子结构，首次使其分子结构得到了可视化结果（在埃范围内，一种光谱线波长单位）。
研究者Adam Lange表示，当然，这需要各个领域的技术进步，我们在制作样品以及固态核磁光针光谱学技术上做出了很大努力。我们很惊讶地看到细菌的这种针状结构是如何构造的，正如我们预期所想，病原菌借助这种针状结构（T3SS）可以引起很多疾病，诸如，细菌痢疾、食物中毒或者瘟疫，而且在这些疾病感染中，细菌的针状结构都表现出惊人的相似性，而且这些相似性只是表现在针状结构的内部（inner part），然而外部却是不一样的。科学家表示，针状结构外部的可变性或许是细菌逃避机体免疫系统识别的一种策略，通过改变外部结构，细菌的针状结构将会很轻松地躲过宿主的免疫系统，从而引起感染。
科学家研究细菌注射毒性蛋白的结构已经很多年了，2010年，通过与联邦材料学院的研究，他们揭示了细菌是如何装配这些微小的注射结构的。这次原子级别的结果发现不仅能够给科学家们在理解细菌如何躲避宿主进行感染提供一些思路，而且我们可以通过阻挡细菌的这种针状结构来降低其感染的效力。比如说像一些抗感染的药物可以更特异性地针对细菌的感染。Stefan Becker表示，未来他们将继续去研究细菌的三星分泌系统（针状结构），他们的目的是发明出高性能的技术来更为深入的研究T3SS，这就为未来寻找特殊的抑制细菌针状结构的药物提供了一些线索和帮助
