重要致病菌流行病學(xué)調(diào)查、比較基因 組學(xué)及遺傳進(jìn)化研究.pdf

1、本文分別以小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌(Yersinia enterocolitica)、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、克雷伯氏菌(Klebsiella)、檸檬酸桿菌（Citrobacter）、大腸桿菌（Escherichia coli)和沙門氏菌(Salmonella)六種重要的人類致病菌為研究對象，采用基因組學(xué)、比較基因組學(xué)、流行病學(xué)和生物信息學(xué)等方法進(jìn)行遺傳及分子進(jìn)化的研究，共分為三個(gè)部分。
　　

2、小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌是一種異質(zhì)性細(xì)菌，由于其擁有廣泛的動物宿主，使得它更容易引起人類腸道的疾病。美國的流行病學(xué)模式是生物型1B血清型0:8的菌株即所謂的“新世界”菌株占據(jù)優(yōu)勢；與之相反，中國地區(qū)的感染所呈現(xiàn)的模式與歐洲國家及日本地區(qū)相似，即“舊世界”菌株（生物型2-5）較為流行。為深入研究小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌的進(jìn)化過程及其對人類宿主的致病機(jī)制，我們對一株從中國地區(qū)病人體內(nèi)分離得到的生物型3的菌株105.5R(r)(O:9)進(jìn)行了全基因組

3、測序。與菌株8081(1B/O:8)的比較基因組學(xué)分析揭示了小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌進(jìn)化方面的新發(fā)現(xiàn)。兩株菌均有大約15％的基因是特異的。在菌株105.5R(r)中，我們在其特異的基因組致病島中發(fā)現(xiàn)了一些可能的毒力因子，包括一個(gè)新的III型分泌系統(tǒng)和一個(gè)類似rtx的基因簇。許多類似祖先基因簇的基因位點(diǎn)存在于菌株105.5R(r)中，但是在菌株8081中卻消失了；這些位點(diǎn)的存在對于細(xì)菌的腸內(nèi)生存及致病機(jī)理有著重要作用。105.5R(r)中的插

4、入因子的分布模式與8081不同且都存在于其特異區(qū)域?？傊覀兊谋容^基因組學(xué)分析表明這兩株菌分別通過不同的進(jìn)化過程獲得致病性，“舊世界”生物群的代表菌株105.5R(r)與“新世界”菌株8081位于小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌的兩個(gè)不同的分支上。
　　 為研究近期天津地區(qū)金黃色葡萄球菌的分子流行病學(xué)，我們對228株在2005年到2007年從7家大型三甲醫(yī)院分離到的菌株進(jìn)行了耐藥譜型分析，金黃色葡萄球菌蛋白A分型，多位點(diǎn)序列分型，葡萄球菌

5、染色體mec基因盒分型，Panton-Valentme Leukocin（潘頓-瓦倫丁殺白細(xì)胞素）基因檢測和莢膜多糖分型。共有98株臨床菌株可以確定是甲氧西林耐藥金葡，這些菌株分散在5家醫(yī)院中。所有的耐藥菌和64.6%(84/130)的不耐藥菌株是耐多藥的。spa t030型，序列型239(ST239)和SCCmecⅢ型是最普遍的型。75.4%(172/228)的菌種帶有cap8的基因簇。在MRSA中一共發(fā)現(xiàn)24個(gè)spa型，15個(gè)MLS

6、T型和4個(gè)SCCmec型。所有spa t030并且ST239型的菌種都是MRSA且都攜帶SCCmecⅢ和cap8基因簇。MSSA有40個(gè)spa型和25個(gè)MLST型，其中spa t796 and ST7是最常見的型。pvl基因在MSSA中的流行程度是MRSA中的三倍。天津地區(qū)未發(fā)現(xiàn)社區(qū)相關(guān)的MRSA。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄了MRSA和MSSA主要的流行菌株分別為ST239-MRSA-SCCmecⅢ和ST7-MSSA-t796。這個(gè)發(fā)現(xiàn)說明了天津地區(qū)

7、流行的MRSA的克隆并不是本地的MSSA優(yōu)勢菌株引入SCCmec而形成的，應(yīng)該是由其他地區(qū)的MRSA輸入到本地的。我們對多耐藥的臨床分離株T0131進(jìn)行了全基因組測序，這是世界范圍內(nèi)流行克隆ST239-MRSA-SCCmecⅢ在亞洲國家第一個(gè)測序的菌株。與另外兩個(gè)公布基因組序列的ST239菌株進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)來自不同洲的三株菌之間具有多態(tài)性。
　　 細(xì)菌表面抗原，如O抗原和K抗原等，是細(xì)菌的重要組成部分。O抗原是革蘭氏陰性菌表面的

8、脂多糖的重要組成部分，K抗原是細(xì)菌表面莢膜抗原。兩種抗原是細(xì)菌表面最具多樣性的成分，有很強(qiáng)的免疫原性，是血清學(xué)分類的基礎(chǔ)。同時(shí)也是重要的致病因子，使細(xì)菌擁有更適于其生存或者更易于逃避免疫系統(tǒng)攻擊的表面結(jié)構(gòu)。負(fù)責(zé)這兩種抗原合成的基因簇通常位于細(xì)菌染色體上的特定位置，抗原的多樣性主要是由于基因簇的遺傳學(xué)多樣性造成的?；虼刂械幕蚩梢员环譃?類：單糖合成酶基因、糖基轉(zhuǎn)移酶基因和寡糖單位處理酶基因。
　　 克雷伯氏菌、檸檬酸桿菌、沙門