结核分枝杆菌VII型分泌系统的研究进展
结核分枝杆菌
结核分支杆菌(Mycobacterium tuberculosis),
简称结核杆菌,首次由德国科学家Robert Koch于 1882年由肺结核病人的痰液中分离得到,并被证实为结 核病的病原菌核杆菌在分类上隶属于放线菌目、分支杆 菌科、分支杆菌属,是种不能运动、不产芽孢、专性需 氧的短小杆菌。菌体-般细长、略弯曲,端极钝圆,多呈 单个或分枝状排列,大小约1-4×0.4μm。
革兰氏染色呈阳性;Ziehl -neelsen抗酸染色呈红色 ,非抗酸性细菌则呈蓝色。结核杆菌的抗酸性主要取决 于其胞壁内所含的分枝菌酸残基,亦和其胞壁固有层的 完整性有关。
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02 治疗性结核病疫苗的种类 2.1 活载体疫苗 2.2 亚单位疫苗 2.3 DNA疫苗 2.4 全菌灭活疫苗 2.5 其他疫苗 03 结核病治疗性疫苗的研究现状 04 结核病治疗性疫苗的展望
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04 展望
结核疫苗快速发展,并能对致病性结核杆菌产 生保护性免疫应答,为TB的防治带来了希望。然而, 迄今还没有一个重组疫苗能达到BCG的免疫水平。 其原因在于,重组疫苗虽可激活免疫系统,但不能 引起长期特异性的细胞免疫记忆,所以开发一种与B CG协同的、可产生长效免疫应答的疫苗十分重要。 初免-加强免疫策略的出现,有效联合了BCG与新型 结核疫苗,为预防结核、诱导机体产生长期免疫保 护作用提供了可能。
等
MTB肝素结合血凝
素
DNA疫苗
HG85 A/B
临床前 中国人民解放军军事 嵌合 DNA疫苗 A 医学科学院(吴雪琼) g85A/Ag85B 等
结核分枝杆菌感染的实验室诊断进展
[ 6 P l T , teh f R, sM ,ta Nu7 d l e e ai 3 3 os w O tn of Vo e 1 r7mo ua sh Pt . t c
差 异却很 大 , 无法 区分 死菌 和活 菌 。而近 年 国外 且
菌 生长 指 示 管 ( atcMG T9 0 液 体 培 养 系 统 进 B ce— I 6 ) 行 培养 分别仅 需 1 5天和 1 . 2 9天[ ’] 而且 均 可 用 1“ , 。
于药物 敏 感 试 验 的 检 测 。B ce- B 6 atcT 4 0系统 是 采
机肽 展示技 术在 结核 病方 面主要 用 于筛选 重要蛋 白 质活 性配 体 , Sg Sg atr 和 热 休 克 蛋 白 如 iH( imafco )
Hs l . ( ets o k po e ) 这 类 特 征 性 蛋 白在 p 6 3 h a h c r ti , n 新药 研制 和免疫 学诊 断试 剂 的研 究方 面具 有广泛 的
sn微 生 物 实 验 室 开 发 的 B ce— 4 0和 分 枝 杆 o atc TB 6
对 于结核 病 的早 期诊 断和快 速指 导 临床用药 具有 重 要 意义 。涂 片镜 检 具有 良好 的特异性 、 简便 、 速等 快 特点, 但是 作 为结核 病 诊 断 的 ‘ 金标 准 ’ 其敏 感 性 的
l i meaoimtru h sp rsi fS B cat i J . i d tb l ho g u pes n o RE Pl ci t ] p s o v y[
Bi c e Bi ph sRe mm u 2 08, ; 6 4 9 0 o h m o y s Co n, 0 22 3 6( ): 1 .
结核分枝杆菌双组分系统的研究进展
双组 分 系 统 由组 氨 酸 激 酶 ( siieKiae Hit n n s , d
HK) 反 应 调 节 器 ( ep n eR g l o , R) 个 和 R s o s e ua r R 两 t
基本组 分 构成 。HK是 一 种跨 膜 蛋 白 ,能发 生 自身 磷酸 化 。其 氨基末 端 含有一 个能 够感受 外界 信号 的
力及 致病 性 方 面发 挥 重 要 作 用 。大 肠 杆 菌 中有 3 O
存 , 在 豚 鼠 中 毒 力 减 弱 。结 核 杆 菌 北 京 家 族 中 且
D s 调 节单 元 高 出非 北 京 家族 5 oR 0倍 。 。最 新 研
究表 明 : 核 杆 菌 北 京 基 因 家 族 是 天 然 的 D s / 结 o S Do T DoR 双组 分 系 统 突 变 株 。结 核 杆 菌 北 京 家 s— s
8 0 7
中 国 人 兽 共 患 病 学 报
Ch ne e J ur l o on e i s o na f Zo os s
文 章 编 号 :0 2 6 4 2 1 )9 8 0 4 1 0 —2 9 ( 0 0 0 —0 7 —0
结 核 分枝 杆 菌双 组 分 系统 的 研 究 进 展
真菌 中介 导环境 应 激 反应 , 而在 致 病性 酵 母 中介 导
P o — h R双 组 分 系 统 对 结 核 分 枝 杆 菌 的毒 h PP o 力及持 留性 有 重 要 作 用 。P o - h R 双 组 分 系 统 h PP o
菌丝形 成 。 目前 , 真 核 生物 如 哺 乳 动物 和 高 等植 在 物 中也发 现 了双 组分 系统 。
陈 伟 ( 综述 ) 袁 ,
细菌Ⅶ型分泌系统的研究进展
蛋 白分 泌在 调控细 菌 与周围环 境 的互相作 用 中起着 重
被 称 为 含 分枝 菌酸 放 线菌 ( My c o l a t a ) 。分 枝菌 酸 共 价连 接 到细 胞 壁 基质 可 以形 成 第二 疏 水 屏 障 ,称 为 分 枝 菌酸 膜 ( My c o me m b r a n e ) 。因此 ,穿过这 层膜 而分 泌 出去的 蛋 白就 需要 一种特 殊 的蛋 白分 泌机 制 。这 种分 泌系统 的发 现源 于 分 离 牛结 核 分 枝杆 菌 卡 介苗 ( T u b e r c u l o s i s v a c c i n e s t r a i n M. b o v i s ,B C G) 时发 生的 毒力 减 弱 。B C G 疫苗 在体 外 连续 传 代 时 ,缺 失 了 R D1区( R D1 1 ,从 而导 致 了 B C G苗 毒 力 的
减 弱[ Leabharlann 。 要 的作 用 。革 兰 氏阴性菌 的分 泌涉及 内膜和 外膜 的跨膜 转 运 ,已知 的 6种 蛋 白分 泌系 统 均显 示 出相 当可 观 的多 样 性 。而 革 兰氏阳性 菌除 了部分 蛋 白通 过其 中的几 种分 泌系 统来分 泌外 ,其还 进化 、发展 出 了一种特 殊 的蛋 白分 泌系 统 ,就 是 Ⅷ 型 分 泌 系 统 ( T y p e V I I S e c r e t i o n S y s t e m,简 称
见的 I 型 、Ⅳ 型 机制来 转运 出外膜 。
而 在革 兰氏 阳性菌 中 ,分 泌蛋 白穿过 单层膜 通常 是 通
过S e c 或T a t 途径 。然 而 ,最近 的研 究表 明 ,革 兰 氏 阳性
菌 有一 种替 代性 蛋 白分 泌系统 【 2 ] ,这种 特有 的分 泌 系统 是 在 具有 高度复 杂 的细 胞外 囊膜结 构 的革兰 氏阳性 菌上 确定 的 ,如结 核 分枝 杆 菌( M. t u b e r c u l o s i s ) 。结 核分 枝 杆 菌属 于 放 线 菌 目,是高 G十 C含 量 的 革兰 氏 阳性 菌 ,表 面有 大量 羟 基化 的支 链脂 肪酸 。 由于这种 特殊 结 构的 存在 ,它 也
结核杆菌的研究进展
NTM包括MTBC和麻风分枝杆菌以外的所有其他分枝杆 菌,在自然界中分布广泛,由于NTM对氯化物具有抗 性,它们甚至可以在自来水管道系统中生存。
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结核杆菌诊断技术研究进展
二、血清学检测 多数血清学实验检测时间短,具有较高的特异性。可用于人群筛选。但日前 已商品化的组合抗原检测试剂盒都无法检测出所有结核患者血清中的抗结核 抗体。结核分枝杆菌抗原多且复杂,在宿主体内表达的数量、种类或时机可 能随患者的个体免疫背景和病程而异,从而表现出不同的抗体谱。因此,采 用多种抗原联合检测的手段,在保证特异性的基础上有助于改善灵敏低的缺 点。
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结核杆菌诊断技术研究进展
三、分子生物学诊断方法 1 、结核杆茵DNA扩增法(PCR法)
在过去的20年,已建立起多种PCR技术用来检测结核 分枝杆菌特异性的靶序列。实验证明,PCR是一种简便、 快速、灵敏、特异的基因诊断技术,特别适用于因排菌量 少、结核杆菌发生L型变异而被常规细菌学检查漏诊者的 早期诊断、鉴别诊断及化疗后排菌情况的观察,标本不需 要预培养,有很高的临床诊断价值。虽然PCR技术有诸多 好处,但是目前该方法仍缺少权威性的诊断试剂盒,存在 的主要问题是扩增时气溶胶污染导毁的假阳性、标本中 PCR抑制物质导致的假阴性,因此还有待进一步改进。
菌的菌型鉴定。
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结核杆菌诊断技术研究进展
4、噬茵体报告技术 该技术原理为,萤光素酶指示的分枝杆菌噬菌体与在含抗结核药物培养基中 短暂培养的待检菌混合后,能感染活的耐药菌,使之表达萤光素酶基因,再 加入萤光素底物,活菌会产生荧光,而敏感菌无荧光产生。此办法直观性高、 用时短,但如要被广泛应用于结核杆菌的快速检测还需要进一步的探索.必 须使用标准化的细菌、标准化的萤光素酶系统,以及标准化的培养基和发光 检测仪,并能与用常规方法所测最低抑菌浓度值相符。
结核分枝杆菌诊断技术的发展及目前临床应用的新型诊断技术产品分析
结核分枝杆菌诊断技术的发展及目前临床应用的新型诊断技术产品分析快速准确地诊断出结核分枝杆菌感染是控制和治疗结核病的前提和关键。
多年来,结核杆菌的诊断技术在不断地发展和创新,近年来,一些针对结核杆菌检测的新方法陆续被报道,一些新型的诊断技术产品也陆续上市。
本资料综述了结核杆菌的主要诊断方法,并对目前国际市场上广泛应用的商业化诊断技术产品进行了简要分析。
标签:结核分枝杆菌;诊断技术;分析Advance in diagnosis techniques of Mycobacterium tuberculosis and analysis of new diagnostic technologies and products in clinical applicationFENG?Meimei1??SU?Wenqin21.Haikou VTI Biological Institute,Haikou 570311,China;2.Department of Pharmacy,Hainan Medical College,Haikou 571199,China[Abstract] Fast and accurate diagnosis of Mycobacterium tuberculosis infection is the key and prerequisite to control and treatment tuberculosis.For many years,the diagnostic techniques of Mycobacterium tuberculosis have been developing and innovating.In recent years,some new techniques for Mycobacterium tuberculosis detection were reported and some new diagnostic products have been listed.This paper reviewed the main diagnosis techniques of Mycobacterium tuberculosis,and analysed briefly the commercialized diagnostic products which are used widely in the international market now.[Key words] Mycobacterium tuberculosis;Diagnosis;Analysis结核分枝杆菌(mycobacterium tuberculosis,MTB)是引起结核病的病原菌,可侵犯全身各器官,以肺结核最多见。
结核分枝杆菌分子分型技术研究进展
型基 因 , 只带 有一些 与 其转 座作 用 有关 的基 因 , 而 当 它们 转 座到某 一 基 因 中使 该基 因失 活或产 生 极性 效 应 时才 会被 发现 。插 入序 列位 置 的置 换经 常会 使 基 因断裂 , 响相邻 基 因活 性或 是改 变其 表 达“ 。从 影 进化 的 角度看 , 入 序 列 在 基 因组 中的 作 用 目前 有 插 两种 假设 。其 一 是插 入 序 列 作 为 基 因组 中 的“ 生 寄
的分 布 并 不 是 随 机 的 , 研 究 表 明 基 因 组 中 分 布 了 有
一
病 之一 。但 是 , 过百 年来 人们 的努 力 , 经 结核 病 仍然 是 影 响人类 健康 的重要 传染 病 之一 。在 上世 纪 九 十
年代 , 以分 子分 型技 术 为基 础 的分子 流 行病 学 , 给研 究 结核 病病 原特 征 、 染 传 播 和致 病 机 制 等 提 供 了 感 新 的手 段 。尤其 是 结 核 分 枝 杆 菌 H3 Rv全 基 因组 7 序 列测 序完 成后 , 核分 枝 杆 菌 的分 子 分 型 研 究 取 结 得 飞速 的发 展 , 进入 了一 个 全新 的领 域 , 也进 而使 结 核 病流 行病 学 的研究 取 得 了很 大 的进展 。建 立在 基 因序列 基础 上 的分 子分 型技 术 可 以了解 病例 间 的相 互 关 系 , 得流 行病 学 研 究 中对 病 例 的追 溯 更 加 直 使 观 , 于 了解 结 核病 病原 在人 群 中 的传播 动态 特 征 。 易 本 文将 介绍 近年 来 国 内外 经 常应 用 的及新 建 立 的结
吕 冰 , 守一 , 高 万康 林
中 图 分 类 号 : 81 R1 2
结核分枝杆菌相关毒力因子研究进展
等在内的有效的方法来抵御这些宿主免疫细胞的杀灭效应。
参与 Mt
b 本身编码基础代谢 的 毒 力 蛋 白, 但 更 多 单 个 基 因
与其他一些细菌病原体产生特定的毒力因 子 不 同,Mt
b
在致病过程中的确切作 用 尚 待 研 究。目 前 有 关 Mt
bESX/Ⅶ
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的 [3]。新近研究推断可能有 超 过 400 种 其 他 基 因 在 Mt
b与
宿主巨噬细 胞 作 用 过 程 中 是 必 需 的 [4]。 这 些 研 究 结 果 为
在长期的演化进 程 中,Mt
b 已经进化出包括产生毒力因子
Mt
b 的毒力基因的定 义 提 供 了 初 步 框 架, 其 中 许 多 基 因 是
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巨噬细胞极化与结核分枝杆菌感染的研究进展
开放科学 资源服务 标识码 !"#$的开放科学计划以二维码为入口 提供丰富的线上扩展功能 包括作者对论文背景的语音介绍该研究的附加说明 与读者的交互问答 拓展学术圈等 读者 扫一扫 此二维码即可获得上述增值服务!!%&'!()*(++,-"./'001*()))233-(*-)-4)-3>基金项目!广东省基础与应用基础研究基金项目#-)-)J (>(>)()-,4$作者单位!(惠州市中心人民医院检验中心%惠州>(3))(+-广东医科大学医学技术学院%东莞>-4,),通信作者!徐军发%678'9!R :.:1F 8!=%7:/D %:/?1&综述&巨噬细胞极化与结核分枝杆菌感染的研究进展吴显劲(!黄海勇(!萧乐瑶-!徐军发-摘要 !结核病是由结核分枝杆菌#5;7,=#71):'*F1*=):7*4,0'0%V B U $感染引起的慢性传染性疾病%严重危害人类健康%耐药V B U 的出现加剧了疾病治疗的困难'作为抵抗V B U 的主要宿主细胞%巨噬细胞极化的V (型和V -型巨噬细胞两个亚群在宿主结核感染中发挥了不同的作用'巨噬细胞的极化状态与结核病的发生(进展和转归密切相关%本文对结核病相关的V (型和V -型巨噬细胞之间极化的动态平衡及所涉及的信号通路进行综述%以期为结核病疫苗的研制和有效防治提供理论依据'关键词 !分枝杆菌%结核+!极化+!巨噬细胞+!综述文献#主题$ 中图分类号 !A (>-+!A(,4*4C $.$'%/+&%)6%$..)"7'/%)&+'6$&);'%(\'#()"'"34:&"9'&%)*$?8%?9)*&?#"7$7("*$/#()"R *\'#$('$A %2*#$%2#';,$%A %\'#,&);#,I %\*U *$?#I -A @)3#:1F )$1,?/4'$'7#4&#=,:#1,:;%2*'V ",*/)$1:#4>),34)2,03'1#4%2*'V ",*G A H B B A %/"'$#+IN 7",,4,5)6'7#4<)7"$,4,%;%K *#$%6,$%5)6'7#48$'9):0'1;%@,$%%*#$G I Y X B X %/"'$#/,::)03,$6'$%#*1",:!\*U *$?#%E F #'4!O *(*$?#!%6F *-)6*-7$,,-.#%'/#-!B :C D E ?:9&0'0'08?<E &1'?'1F D ?G '&:0%'0D 80D ?8:0D %C ;5;7,=#71):'*F1*=):7*4,0'0#V B U $%N <'?<0D E '&:09;D 1%81=D E 0<:781<D 89G <%81%G <D D 7D E =D 1?D&F %E :=2E D 0'0G 81GV B U =E D 8G 9;D R 8?D E C 8G D 0G <D%'F F '?:9G ;&F G E D 8G 7D 1G 0/J 081D 00D 1G '89F 8?G &E 8=8'10GV B U %78?E &H <8=D H &98E 'Q D 0'1G &G N &0:C H &H :98G '&10'1?9:%'1=V (81%V -G ;H D 0&1?D '1F D ?G D %%N <'?<D R <'C 'G%'0G '1=:'0<'7H 8?G 0%:E '1=<&0G '1F D ?G '&1/V 8?E &H <8=D H &98E 'Q 8G '&1'0G '=<G 9;E D 98G D %G &G <D&??:E E D 1?D %H E &=E D 00'&1%81%H E &=1&0'0&FG :C D E ?:9&0'0%'0D 80D 0/#1G <'0E D M 'D N %G <D8:G <&E 00:778E 'Q D %G <D %;187'?C 8981?D &F H &98E 'Q 8G '&1C D G N D D 1V (81%V -78?E &H <8=D 081%H &98E 'Q 8G '&12E D 98G D %H 8G <N 8;0%:E '1=V BU '1F D ?G '&1%N <'?<7'=<G H E &M '%D 0&7D H D E 0H D ?G 'M D 0F &E M 8??'1D %D M D 9&H 7D 1G %H E D M D 1G '&1%81%G E D 8G 7D 1G &F G :C D E ?:9&0'0%'0D 80D 0/,0$12)%3.-!5;7,=#71):'*F 1*=):7*4,0'0+!T &98E 'Q 8G '&1+!V 8?E &H <8=D +!A D M 'D N 9'G D E 8G :E D 80G &H '?,45"3&%)6%'7-!I :81=%&1=U 80'?81%J H H 9'D %U 80'?A D 0D 8E ?<]&:1%8G '&1#-)-)J (>(>)()-,4$由结核分枝杆菌#5;7,=#71):'*F1*=):7*4,0'0%V B U $感染所致的结核病仍然是全球重大公共卫生问题%据-)--年全球结核病报告指出%-)-(年全球新发结核病患者数为()3)万例%发病率新增4*3[%耐药结核病新增5>万例%在单一传染病中高居榜首.(/%结核病防治仍面临巨大困难'巨噬细胞作为一类多能免疫细胞%其通过吞噬(清除和分泌功能来维持机体在抗感染中的稳态过程%是抵御病原体入侵的第一道防线'巨噬细胞是结核病免疫病理的核心细胞%是机体获得抗结核免疫的主要细胞%在巨噬细胞杀伤V B U 的过程中%巨噬细胞通过发生极化(自噬(凋亡和焦亡等发挥清除V B U 的功能%在机体抗结核过程中发挥着极其重要的作用'当V B U 侵入人体后%在被巨噬细胞直接消杀的同时%也启动了经抗原提呈后的适应性免疫%这一过程伴随着杀菌和V B U免疫逃逸的长久斗争%可使V B U 长期持久地存活于免疫功能正常的巨噬细胞内.-/'当受到不同微环境因素的调节和诱导时%不同作用且功能相反的V (型#抑制V B U 的生长$和V -型#抗炎并介导V B U 免疫逃逸$巨噬细胞的平衡也会发生变化'极化后的巨噬细胞与各种细胞因子协同作用调节V B U 感染的过程和结局%但V B U 也可以通过破坏&,+((&中国防痨杂志-)-4年(-月第5>卷第(-期!S<'1YJ 1G 'G :C D E ?%$D ?D 7C D E -)-4%Z &9*5>%L &/(-巨噬细胞成分%抑制相关作用因子的表达和释放等影响巨噬细胞的极化方向%以利于自身在巨噬细胞内的存活'本文就巨噬细胞极化与结核分枝杆菌感染的研究进展进行综述%以期为结核病疫苗的研制和抗结核治疗提供思路'一(极化在巨噬细胞抗V B U 中的作用#一$巨噬细胞极化的概述巨噬细胞极化是来源于胚胎巨噬细胞的祖细胞和骨髓的巨噬细胞在不同环境因素下出现功能(表型和形态的分化.4/'极化的巨噬细胞有多种亚型%根据其功能的不同%主要存在两种极化的状态%即经典活化的V (型和选择性活化的V -型.5/+此外%也包括参与某些疾病的巨噬细胞%如肿瘤相关巨噬细胞(S $(3+f巨噬细胞(B 细胞受体巨噬细胞等.>/'V (型巨噬细胞可由辅助性B 细胞(#B <($细胞因子如#2干扰素##]L 2#$(肿瘤坏死因子#B L ]2,$和细菌脂多糖#X T "$等刺激诱导而发生极化%并在极化后分泌高水平的促炎因子B L ]2,(白细胞介素##X $2(,(#X 2(((#X 23(#X 2(-(#X 2-4(环氧化酶2-#;?9&&R ;=D 180D -%S !`2-$(诱导型一氧化氮合酶#'L !"$和低水平的#X 2()%再通过激活烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸#1'?&G '187'%D 8%D 1'1D %'1:?9D &G '%D H <&0H<8G D %L J $T W $氧化酶系统产生活性氧基团#E D 8?G 'M D &R ;=D 10HD ?'D 0%A !"$%参与感染期间病原体的清除.32@/'因此%V (型巨噬细胞具有强大的抗微生物和抗肿瘤活性%并介导A !"诱导的组织损伤(损伤组织的再生和伤口愈合%发挥促炎和细胞毒性作用.,2+/'V -型巨噬细胞可通过#X 25受体,##X 25A ,$激活信号转导和转录激活因子3#"B J B 3$作用%从而被B <-细胞因子#X 25和#X 2(4极化+另外%#X 2()也可以通过#X 2()受体##X 2()A $激活"B J B 4来调控V -型巨噬细胞极化+同时还可以由巨噬细胞集落刺激因子#78?E &H <8=D?&9&1;20G '7:98G '1=F8?G &E %V S "]$(#X 244和#X 2-(等刺激发生极化%分泌大量的#X 2()(转化生长因子2(#B I ]2($(#X 2(受体拮抗剂#'1G D E 9D :P '12(E D ?D H G &E 81G 8=&1'0G %#X 2(E 8$(趋化因子S S 配体(,#S S X (,$(S S X (@(S S X -5(精氨酸酶(#8E ='180D (%J E =($和基础炎症因子]'Q Q (#F &:1%'1'1F 98778G &E ;Q &1D ($%通过抑制B 细胞的增殖和活化来调节B <-型免疫应答.()/'V -型巨噬细胞具有强大的吞噬(清除碎片和凋亡细胞(促进组织修复和伤口愈合的能力+在V B U 感染中%V -型巨噬细胞参与抗炎和组织修复%有利于病原体的免疫逃逸.((/'根据诱导分化的分子不同%可将V -型巨噬细胞分为V -8(V -C (V -?和V -%共5种亚型.()%(-2(4/'其中%V -8巨噬细胞由#X 25或#X 2(4刺激产生%具有促进细胞生长(组织修复和增加细胞内吞活性的作用+V -C 巨噬细胞由B !X X 样受体#B &9929'P D E D ?D H G &E %B X A $配体和#X 2((诱导形成%可通过促进B <-分化调节免疫功能+V -?巨噬细胞由糖皮质激素(#X 2()和B I ]2(刺激产生%加强凋亡细胞的吞噬作用+V -%巨噬细胞由B X A 拮抗剂刺激形成%具有促进血管生成和肿瘤生长的作用.(5/'尽管V (型和V -型巨噬细胞两种极化状态功能迥异%相互拮抗%但在一定状态下可相互转换%共同维持着机体免疫的一个动态平衡.(-/'#二$巨噬细胞极化在结核性肉芽肿中的重要作用V B U 感染典型的病变是形成结核性肉芽肿%V B U 进入肺组织后%被肺泡巨噬细胞吞噬(隔离形成吞噬体%并迁移到肺间质形成肉芽肿%其他免疫细胞%包括中性粒细胞(上皮样巨噬细胞(泡沫细胞等在感染阶段被募集到肉芽肿组织周围%吸收V B U并形成新生的肉芽肿.(>2(3/'结核性肉芽肿通过在上皮样巨噬细胞的边缘形成一个限氧环境来抑制V B U 的生长和传播%并将V B U 包裹形成阻止细菌逃逸的屏障%将其与其他肺组织隔离%以利于细菌清除和促炎细胞因子的产生%使机体受益'但是%肉芽肿在一定程度上也限制了免疫细胞的运输和阻碍免疫效应物进入感染部位%导致与感染细胞直接相关的保护性细胞因子缺乏%为V B U 提供了一个宽松的环境%使其免于清除并长期存活.(@/'结核性肉芽肿形成的早期%巨噬细胞极化状态以V (型巨噬细胞为主%可明显促进结核性肉芽肿的形成%表现为肉芽肿样结构数量增加%巨噬细胞体积增大%降低V B U 的载量'但随着时间的推移%V (型巨噬细胞相关标志物的表达水平逐渐降低%而V -型巨噬细胞相关标志物的表达水平逐渐升高%表现出与V (型巨噬细胞相反的作用.(,2(+/'因&++((&中国防痨杂志-)-4年(-月第5>卷第(-期!S<'1YJ 1G 'G :C D E ?%$D ?D 7C D E -)-4%Z &9*5>%L &/(-此%在非肉芽肿性肺组织中可见V(型和V-型极化的巨噬细胞%而在结核性肉芽肿后期(坏死性和非坏死性肉芽肿中均以V-型巨噬细胞为主.(+/'V-型巨噬细胞标志物在结核性肉芽肿内部区域更为丰富%表明结核病灶内V(型与V-型巨噬细胞表型的平衡可能决定了肉芽肿组织内特定区域V B U的控制'另有研究也表明%与药物敏感结核病相比%耐多药"广泛耐药结核病#7:9G'%E:=2E D0'0G81G81% D R G D10'M D9;%E:=2E D0'0G81G G:C D E?:9&0'0%V$A"`$A2B U$的V-型巨噬细胞极化率比V(型巨噬细胞极化率更高%说明选择性激活的V-型巨噬细胞在V B U规避宿主免疫防御方面发挥着关键作用%并可能导致V$A"`$A2B U治疗失败%从而发生慢性持续性的感染.-)2-(/'二(巨噬细胞极化的抗V B U机制V B U侵入机体后%巨噬细胞表面的B X A(S型凝集素受体#S2G;H D9D?G'1E D?D H G&E%S X A$(清道夫受体#0?8M D1=D E E D?D H G&E%"A$(L!$样受体和环鸟苷酸2腺苷酸合成酶等模式识别受体#H8G G D E1E D?&=21'G'&1E D?D H G&E%T A A$均可识别V B U的病原体相关分子模式#H8G<&=D12800&?'8G D%7&9D?:98E H8G G D E10%T J V T$.--/%尤其是B X A家族成员涉及到V B U的胞壁抗原(脂蛋白和毒力蛋白等众多抗原的识别.-4/'B X A是模式识别受体对感染性微生物最具代表性的免疫反应%但那些在巨噬细胞表面表达的B X A受体可能对预防V B U感染并没有太大贡献+相反%S X A对识别V B U的T J V T更为重要.-52-3/'这些表面受体在V B U感染时能快速启动固有免疫防御%刺激巨噬细胞分泌促炎细胞因子%从而发挥杀菌作用'大量研究证实%巨噬细胞极化相关信号通路有Y J_""B J B通路(Y L_通路(T#4_"J_B通路(L&G?<通路和L]2-U信号通路等.>%(,/'活动性肺结核患者的#X24@水平下降%并伴随着#]L2#和#X2(-浓度降低及#X2()和B I]2(水平升高%而治疗后#X24@水平升高%抑制了促炎细胞因子的产生和诱导巨噬细胞向V-表型发展.-@/'但有研究通过V B U感染缺失#X25A,的小鼠%发现V-型巨噬细胞在结核病进展中并未起到核心作用.-,/'另有研究发现%在V B U抗原存在的情况下%丝氨酸蛋白酶(凝血酶和胰蛋白酶可诱导人单核细胞释放#X25%同时上调巨噬细胞甘露糖受体S$-)3%通过蛋白激酶激活的受体蛋白酶激活受体#T J A$2(和T J A2-来调节单核细胞向V-型巨噬细胞分化.-+/'而在V B U处理\1G>8敲除小鼠的肺组织和骨髓来源的巨噬细胞时%炎性因子#B L]2,(#X2(((#X2(-(#X23$分泌减弱%同时诱导非极化的V)巨噬细胞向V-表型发展%增加了V B U感染小鼠非极化的V)巨噬细胞的凋亡.4)/'另外%早期分泌抗原靶3#6"J B23$驱动非极化的V)巨噬细胞和抗炎的V-型巨噬细胞向促炎V(表型分化%随后诱导全活性巨噬细胞从V(表型向V-表型转换.4(/'在感染V B U后% V(型巨噬细胞固有免疫应答基因#'118G D'77:1'G;E D=:98G&E;=D1D%#1E D=0$表达增多%通过自噬相关基因#8:G&H<8=;2E D98G D%=D1D%J B I$2A80相关蛋白@#A8C@$2组织蛋白酶途径向B细胞增加抗原呈递%或在J B I>启动子处表现出组蛋白乙酰化增加并产生自噬%以达到抗结核效果.4-/'随着时间的推移%在V B U感染后期观察到巨噬细胞从V(型向V-型的转化%V-型巨噬细胞的抑制杀菌作用为V B U绕过宿主免疫系统攻击创造了有利条件'值得注意的是%一种靶向S$55的纳米脂质体能够促进促炎因子#X2(((B L]2,和#X2(-的分泌%增强巨噬细胞对S$5f B细胞抗原的提呈%有效帮助宿主抵抗结核感染.44/'通过制备脂质体包裹靶向肿瘤相关巨噬细胞表达基因的0'A L J%包裹0'A L J 的脂质体靶向并沉默信号转导"B J B4和缺氧诱导因子(,#W#]2(,$%增加浸润的巨噬细胞#如S$((C f细胞$进入到肿瘤微环境的水平%提高了V(型巨噬细胞#如S$(3+f细胞$数量%从而获得抗肿瘤治疗应答.45/'目前%尚未有关于脂质体靶向巨噬细胞极化在结核病治疗方面的研究%但研究人员可以借鉴这一研究思路%比如学习脂质体包裹7A L J 在新型冠状病毒疫苗中的成功应用.4>/%使脂质体靶向治疗成为抗结核治疗中极具潜力的一种手段%如从利用脂质体靶向并调控巨噬细胞极化角度出发%增强宿主杀伤V B U的免疫能力'在一项关于脊柱结核的研究中发现%"B J B(和S`S X()不仅参与了骨破坏和重建%而且作为主要转录因子参与了脊髓结核的V(型巨噬细胞的极&))-(&中国防痨杂志-)-4年(-月第5>卷第(-期!S<'1YJ1G'G:C D E?%$D?D7C D E-)-4%Z&9*5>%L&/(-化%导致炎症反应的发展.43/'鞘氨醇2(2磷酸#"(T$类似物通过将巨噬细胞极化为V(型巨噬细胞%减少了抗炎细胞因子#X2()的分泌%并诱导感染巨噬细胞中一氧化痰#L!$的分泌%在分枝杆菌感染后提供宿主防御潜力.4@/'另外%前列腺素6-#T I6-$通过前列腺素受体6T-"6T5抑制人巨噬细胞中(%->2二羟基维生素$4诱导的人源阳离子抗菌肽#<S J T(,$"#X24@的表达%同时T I6-损害了维生素$4诱导的组织蛋白酶的表达和伴随的自噬激活%促进了巨噬细胞中V B U的生长.4,/'诸多研究表明%众多信号通路参与了巨噬细胞的极化%但V B U感染对巨噬细胞极化的影响尚未完全阐明'对巨噬细胞极化及其调节机制进行深入研究%探索其潜在机制可能成为抗结核治疗的新突破'三(V B U抑制巨噬细胞极化的分子机制宿主巨噬细胞的极化状态对入侵病原体的免疫反应的进展至关重要%其中V-型巨噬细胞能够介导病原体免疫逃逸'V B U通过自身分泌的毒力因子%抑制促炎V(型巨噬细胞的极化%诱导具有抗炎和免疫抑制的V-型巨噬细胞极化%逃避宿主免疫杀伤以利于其自身的存活.4+/'V-型巨噬细胞可能会逃避V B U特异性S$5f B细胞的捕杀%从而延迟启动适应性免疫%并提供促进细菌传播的早期生存生态位+另外%V-型巨噬细胞还可以充当诱饵%即使在#X2()存在的情况下也可以将保护性V B U特异性B细胞从感染部位中转移开%降低B细胞抗结核的作用.5)/'V B U脱落(2结核菌素腺苷#(2B C J%$可诱导V(型巨噬细胞中的三酰甘油酯和胆固醇酯的储存%导致溶酶体成熟停滞和自噬阻断%且(2B C J%在巨噬细胞脂质进入受限的条件下还可促进V B U的生长.5(/'V B U的T T643#A M-(),$蛋白可通过细胞外调节蛋白激酶#6A_$信号传导来抑制巨噬细胞向成熟V(型巨噬细胞的极化(降低线粒体脱氢酶活性(抑制S$(3的表达%并抑制促炎细胞因子#X23和B L]2,以及趋化因子S`S X+(S`S X()(S S X4和S S X>的表达%从而减轻细胞因子风暴对免疫器官的免疫损伤.5-/'V B U分泌蛋白A M(+,@激活T#4_"J P G("7B!A信号通路并抑制胞内磷脂酰肌醇激酶#T#4_$负调控因子"W#T的表达%诱导巨噬细胞向V-型巨噬细胞极化%明显降低巨噬细胞的杀菌能力.54/'在结核感染的潜伏期%V B U的小分子热休克蛋白#W0H(3*4$通过人S2S 趋化因子受体-"S`4趋化因子受体(#S S A X-"S`4S A($激活J_B"6A_"H4,V J T_的信号转导%诱导巨噬细胞产生V-表型和促进B<-细胞应答%并抑制巨噬细胞的自噬和凋亡以利于自身在巨噬细胞的存活.5525>/'更早的报道显示%V B U伴侣蛋白$18_#A M)4>)$导致巨噬细胞表现出更高的J E=(活性(#X2()的产生及]'Q Q(和O7(蛋白的表达%使巨噬细胞极化为V-型巨噬细胞.53/'V B U的甘露糖修饰的脂阿拉伯甘露聚糖#V81X J V$可诱导单核细胞分泌B I]2(%促进#X2()分泌并协同抑制#]L2#的产生%下调VW S%类分子来阻断吞噬体成熟并抑制抗原递呈%以利于V B U的自身存活.5@/'这些相关蛋白有利于V B U在巨噬细胞内形成潜伏感染并促进巨噬细胞向V-型极化%加速在机体内的播散%促进肉芽肿形成并有可能引发重症结核病'四(总结与展望巨噬细胞极化在抗感染免疫中发挥着重要作用'结核病灶内同时存在V(型和V-型巨噬细胞%V B U感染早期巨噬细胞极化以V(型为主%达到有效的抗原提呈(促炎介质的合成和释放以及吞噬作用%在疾病的后期%巨噬细胞向V-型极化'促炎型的V(型巨噬细胞具有吞噬(产生剧毒活性氧和氮物质及杀菌肽的功能%产生吞噬体和发生自噬%或将摄入的病原体输送到溶酶体进行破坏'抗炎型V-型巨噬细胞在免疫调节(组织重塑(纤维化和寄生虫感染控制中发挥重要的稳态和适应性生理作用'结核病变区内V("V-型巨噬细胞表型的平衡决定了肉芽肿区V B U的生存状态'已有研究表明%V B U能诱导巨噬细胞极化为V-型巨噬细胞%削弱V(型巨噬细胞引起的炎症风暴%降低L!含量(减少溶酶体溶解V B U%利用V-型巨噬细胞的抗炎作用利于自身抵抗机体免疫杀伤%促进自身在宿主体内的存活'例如%A M(+,@蛋白通过激活T#4_"J_B"7B!A通路诱发V-型巨噬细胞极化%削弱宿主清除V B U的能力以促进其在机体内的生存和增殖.54/+而#X25能诱导V-型巨噬细胞极化%因此%缺乏#X25的小鼠对V B U感染&()-(&中国防痨杂志-)-4年(-月第5>卷第(-期!S<'1YJ1G'G:C D E?%$D?D7C D E-)-4%Z&9*5>%L&/(-图9!巨噬细胞极化杀伤V B U和V B U调控巨噬细胞极化逃避杀伤示意图有着更好的免疫力表现.5,/'尽管不少研究揭示了巨噬细胞极化与抗结核免疫间的联系#图($%但仍需做出更多努力来阐明V B U诱导V-型巨噬细胞极化的机制%这将有助于理解V B U如何调控机体免疫促进自身生存'关于在V B U感染中V("V-型巨噬细胞如何转换%是否存在其他V-型巨噬细胞削弱免疫抵抗(V B U如何影响巨噬细胞极化%以及巨噬细胞主动极化为V(型巨噬细胞杀伤V B U 的机制等%这些问题仍需进一步阐明'脂质体递送系统在感染性疾病中的应用逐渐增多%最著名的应用之一即是V&%D E18制备脂质体包裹的7A L J新型冠状病毒疫苗.5+/%而脂质体包裹靶向巨噬细胞极化的相关7A L J(药物用于宿主抗结核感染还有待实践'同时%纳米材料的应用也为该领域带来了新拓展%例如纳米氧化锌硒颗粒能诱导V(型巨噬细胞极化%促进感染V B U的巨噬细胞的自噬和凋亡%由此抑制胞内V B U的生长.>)/'因此%应用纳米材料靶向抑制V B U的毒力因子(靶向刺激并诱导V(型巨噬细胞极化杀伤V B U(控制V-型巨噬细胞极化等%帮助宿主清除V B U%有利于抗结核的有效治疗%这或许能够为V B U的治疗提供全新视野'目前%对于巨噬细胞极化是如何参与到抗结核治疗中的了解还比较少%进一步认识结核病进展中巨噬细胞极化的作用机制%将有助于提供结核病治疗的新思路'利益冲突!所有作者均声明不存在利益冲突作者贡献!吴显劲!收集资料%文章撰写+黄海勇!查阅"&-)-(&中国防痨杂志-)-4年(-月第5>卷第(-期!S<'1YJ1G'G:C D E?%$D?D7C D E-)-4%Z&9*5>%L&/(-整理"分析文献+萧乐瑶!负责绘图%文章修改+徐军发!设计文章思路%对知识性内容进行批判性审阅参!考!文!献.(/\&E9%W D89G<!E=81'Q8G'&1/I9&C89G:C D E?:9&0'0E D H&E G-)--/I D1D M8!\&E9%W D89G<!E=81'Q8G'&1%-)--/.-/罗红%郑碧英%徐军发/巨噬细胞凋亡抗结核分枝杆菌感染的研究进展/细胞与分子免疫学杂志%-)(+%4>#@$!33>23@)/ %&'!()/(45-4"./?1P'/?.?7'/)),,5+/.4/V:E E8;T Y/V8?E&H<8=D T&98E'Q8G'&1/J11:A D M T<;0'&9% -)(@%@+!>5(2>33/%&'!()/((53"811:E D M2H<;0'&92)-->(32)4544+/.5/!E D??<'&1'V%I<&0<D<O%T E87&%J U%D G89/V8?E&H<8=D T&98E'Q8G'&1!$'F F D E D1GI D1D"'=18G:E D0'1V(#X T"f$I%/S9800'?899;81%V-#X T"g$I%/J9G D E18G'M D9;J?G'M8G D%V8?E&H<8=D0/]E&1G#77:1&9%-)(+%()!(2(5/%&'!()/44,+"F'77:/-)(+/)(),5/.>/唐俭%陈旭昕%韩志海/巨噬细胞极化及极化调控的研究进展/转化医学杂志%-)(+%,#3$!4@424@3/.3/_&1=`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v0Q D E B/K1%D E0G81%'1=G<D V;0G D E'&:0V-V8?E&H<8=D G<E&:=<J?G'M8G'&1V8E P D E081%6F F D?G&EV D?<81'070/V D%'82G&E0#1F9877%-)(>%-)(>!,(353)/%&'!()/((>>"-)(>",(353)/.(5/V:e&Q Y%J P<8M81L"%V:99'10J T%D G89/V8?E&H<8=D T&98E'2 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结核分枝杆菌基因组学和后基因组学研究进展
H3 R 7 v基 因 组 中 有 5 O个 编 码 功 能 R NA 的 基 因 , 中 其
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为 一 种 人 类 感 染 发 病 和 死 亡 最 多 的 传 染 病 。 。人 们 迫 切 需
要 真 正 从 整 体 水 平 认 识 结 核 分 枝 杆 菌 的 生 物学 特 征 、 病 机 致 理 , 究 建 立 新 的有 效 的 防 治 技 术 和 措 施 。 因 此 , 年 来 结 研 近
成 2 b的 片 段 , 隆 到 经 过 S l 化 、 酸 酶 处 理 过 的 k 克 ma 消 磷
列 在 染 色体 中 主 要 分 布 在 重 复 区 。 并 且 在 基 因组 中 至 少 发
结 核 分枝 杆 菌 基 因组学 和后 基 因组 学研 究 进 展
结核分枝杆菌Ⅶ型分泌系统的研究进展
中 国 人 兽 共 患 病 学 报
Chi e e J nr 1o on e n s o na f Zo os s
文 章 编 号 :0 2—2 9 ( 0 0)8— 0 7 10 6421 0 7 2— 0 4
结 核 分 枝 杆 菌 V I 分 泌 系统 的 研 究 进 展 I型
s) , i 中 有些 蛋 白( T细 胞抗 原 Ag 5 含 有典 型 的 s 如 8) 信号肽 序列 , 些 蛋 白的分 泌通过 S c 这 e 途径 进 行 , 还
有 一些 蛋 白则通 过 S c e 2旁 路途 径 或 者 Ta 途 径进 t
行 分泌 。然 而在结 核分枝 杆 菌的培 养滤 液 中含有很 多小 分子 量 、 免疫原 性 的蛋 白 , 们都缺 少典 型 的 高 它
孙 林 , 如 松 , 新 安 霍 焦
中 图 分类 号 : 3 8 9 R7 .
文 献 标 识 码 : A
细 菌 的致病性 依赖 于 分 泌 毒 力 因子 的 能 力 , 这
些 毒 力 因 子 可 以表 达 在 细 胞 表 面 , 可 以 通 过 分 泌 也
பைடு நூலகம்1 E X 1 泌 系统 S一分
着 一种 特殊 的分泌 系统 。
Rv 8 0、 3 7 、 3 7 、 3 7 c和 Rv 8 2 3 7 Rv 8 1 Rv 8 7 Rv 8 9 3 8 c等
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对蛋 白分泌 机制 的研 究 主 要 集 中 在革 兰 氏阴性 菌 .
结核分枝杆菌的研究历史及生物学性状!
结核分枝杆菌的研究历史及⽣物学性状!结核分枝杆菌的研究历史及⽣物学性状!!结核分枝杆菌的研究历史及⽣物学性状的研究历史结核分枝杆菌的⼀、⼀、结核分枝杆菌结核分枝杆菌(M. tuberculosis)简称为结核杆菌(tubercle bacilli)。
早在1882年,德国细菌学家柯赫(Robert Koch,1843-1910)就已证明结核分枝杆菌是结核病的病原菌。
本菌可侵犯全⾝各组织器官,但以肺部感染最多见。
随着抗结核药物的不断发展和卫⽣⽣活状况的改善,结核的发病率和死亡率曾⼀度⼤幅下降。
20世纪80年代后,由于艾滋病和结核分枝杆菌耐药菌株的出现、免疫抑制剂的应⽤、吸毒、贫困及⼈⼝流动等因素,全球范围内结核病的疫情骤然恶化。
据WHO统计,全世界约每3个⼈中就有1个⼈感染了结核分枝杆菌,在某些发展中国家成⼈中结核分枝杆菌携带率⾼达80%,其中约5%~10%携带者可发展为活动性结核病。
近⼆⼗年由于艾滋病的流⾏,感染了HIV的结核分枝杆菌携带者,由于病毒破坏了机体的免疫功能,发展为活动性结核病的可能性⽐未感染HIV者⾼30~50倍,且结核的病程发展更快。
此外,在HIV感染的发展进程中,结核是最早发⽣的⼀种机会性感染,结核病加重了HIV感染者或艾滋病⼈的疾病负担,使其更易死亡。
21世纪以来全球每年约出现8百万结核新病例,并导致约3百万⼈死亡。
中国每年死于结核病的⼈约25万之多,是各类传染病死亡⼈数总和的两倍多。
因此,结核病⼜成为了威胁⼈类健康的全球性卫⽣问题,并成为某些发展中国家和地区,特别是艾滋病⾼发区⼈群的⾸要死因。
⼆、结核分枝杆菌⽣物学性状形态与染⾊结核分枝杆菌为细长略带弯曲的杆菌,⼤⼩1~4X0.4µm。
⽜分枝杆菌则⽐较粗短。
分枝杆菌属的细菌细胞壁脂质含量较⾼,约占⼲重的60%,特别是有⼤量分枝菌酸(mycolic acid)包围在肽聚糖层的外⾯,可影响染料的穿⼊。
分枝杆菌⼀般⽤齐尼(Ziehl- Neelsen)抗酸染⾊法,以5% ⽯炭酸复红加温染⾊后可以染上,但⽤3%盐酸⼄醇不易脱⾊。
结核分枝杆菌相关毒力因子研究进展(全文)
结核分枝杆菌相关毒力因子研究进展(全文)由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)引起的结核病是全球十大"致死性疾病"之一。
研究表明,Mtb属胞内寄生菌,其感染、致病及预后等在很大程度上取决于宿主免疫与病原体之间的相互作用的结果[1],巨噬细胞则是该过程中的关键免疫效应细胞。
Mtb感染肺组织时主要由巨噬细胞摄取,且其致病的关键过程均发生在巨噬细胞内环境中,被活化的巨噬细胞产生活性氧、活性氮中间产物,使之与吞噬体融合,从而发挥抗菌作用。
然而,在长期的演化进程中,Mtb已经进化出包括产生毒力因子等在内的有效的方法来抵御这些宿主免疫细胞的杀灭效应。
与其他一些细菌病原体产生特定的毒力因子不同,Mtb是通过毒力相关因子和宿主防御反应的复杂免疫过程导致病理损伤,因此对Mtb毒力的深入研究有助于了解涉及结核病发病的不同阶段的相关因子。
早在2003年人们通过鉴定194种Mtb基因,首次粗略评估了Mtb毒力因子的全基因组[2]。
通过转座子定点杂交技术对小鼠感染模型研究显示:有126个基因是Mtb与宿主巨噬细胞作用过程中必需的[3]。
新近研究推断可能有超过400种其他基因在Mtb与宿主巨噬细胞作用过程中是必需的[4]。
这些研究结果为Mtb的毒力基因的定义提供了初步框架,其中许多基因是参与Mtb本身编码基础代谢的毒力蛋白,但更多单个基因在致病过程中的确切作用尚待研究。
目前有关Mtb ESX/Ⅶ型分泌系统产生的分子及细胞膜的几种类型的复合脂质组分与宿主免疫系统相互作用的关系研究相对较为集中,本文拟就该领域的相关研究进展进行综述。
1 Ⅶ型分泌系统致病菌可将毒力因子分泌到胞外或定位于细菌表面存在Ⅰ~Ⅶ型分泌系统。
研究表明,Mtb的培养滤液中缺少经典的信号蛋白序列,但存在新的蛋白分泌系统,该系统被命名为ESX/T7SS分泌系统,即Ⅶ型分泌系统。
1.1 ESX-1分泌系统Mtb基因组编码5种Ⅶ型分泌系统(ESX-1~ESX-5),专门用于跨细胞膜运输选定的蛋白质底物[5]。
P2X7R在结核分枝杆菌感染中的作用研究进展
㊀㊀基金项目:国家自然科学基金资助项目(81770915ꎬ81301737)作者单位:261053㊀潍坊医学院医学检验学系㊁潍坊医学院临床检验诊断学山东省 十二五 高校重点实验室㊁潍坊医学院附属医院山东省临床检验重点专科通讯作者:伊正君ꎬ电子信箱:yizhengjun@126.comP2X7R在结核分枝杆菌感染中的作用研究进展赵荣兰㊀彭效祥㊀伊正君摘㊀要㊀结核病是一种全球范围内的人畜共患病ꎬ由结核分枝杆菌(MycobacteriumtuberculosisꎬMTB)引起ꎬ其防治形势日趋严峻ꎮ嘌呤能离子通道型受体7(purinergicligand-gatedionchannel7receptorꎬP2X7R)是嘌呤受体的一个亚型ꎬ在机体抗MTB感染过程中发挥重要作用ꎮ现对P2X7R在MTB感染中的作用研究进展进行综述ꎬ有助于阐明结核病的发病机制并为其治疗提供新的策略ꎮ关键词㊀P2X7R㊀结核分枝杆菌㊀感染中图分类号㊀R378.91㊀㊀㊀㊀文献标识码㊀A㊀㊀㊀㊀DOI㊀10.11969/j.issn.1673 ̄548X.2018.10.006㊀㊀结核病是一种全球范围内的人畜共患病ꎬ由MTB引起ꎬ是全世界十大死因之一ꎮ据世界卫生组织估算ꎬ全球近1/3的人口感染过MTBꎮ2016年全球1040万人患有结核病ꎬ170万人因该病死亡ꎬ其中约有49万人患上了耐多药结核病ꎮ近年来ꎬ由于广泛耐药结核菌㊁多重耐药结核菌及艾滋病患者的增加ꎬ使结核病的治疗面临巨大的挑战[1]ꎮP2X7R在机体抗MTB感染过程中发挥重要作用ꎬP2X7R的生物学特性及其在结核病中的作用成为现阶段的研究热点ꎬ本文就近年来P2X7R在MTB感染中作用的研究进展做一综述ꎮ一㊁P2X7R的结构㊁分布和功能概述P2X7R为嘌呤受体的一个亚型ꎮ人类P2X7R由定位于染色体12q24ꎬ含有13个外显子的P2X7基因编码ꎬ该受体由595个氨基酸残基组成[2]ꎮP2X7R是由3个同源亚基组成的多聚体ꎬ每个亚基含有一个糖基化的胞外环和两个跨膜结构域ꎬ胞外环上有ATP结合位点ꎬ胞内含有一个短链氨基端(N端)和一个长链羧基端(C端)ꎬC端为P2X7R主要的功能结构域[3ꎬ4]ꎮP2X7R体内分布广泛ꎬ大多数骨髓细胞㊁单核-吞噬细胞㊁粒细胞㊁淋巴细胞以及肺㊁肾脏㊁脾脏㊁肝脏㊁胰腺㊁骨㊁肌肉等组织细胞中均有表达ꎬ其中单核细胞㊁巨噬细胞及淋巴细胞上高表达[5]ꎮ在缺乏血清或胞外ATP时ꎬP2X7R可识别和吞噬凋亡细胞和颗粒(包括有活性或死亡的金黄色葡萄球菌㊁大肠杆菌及乳胶颗粒等)[6]ꎮ适当浓度配体与P2X7R结合ꎬ可调控细胞膜上的离子通道开放ꎬ引起Na+㊁K+及Ca2+通透性的变化ꎬ继而引发一系列的生物学作用ꎮ但不同条件刺激的作用下ꎬP2X7R的激活具有双向作用ꎮ低浓度激动剂短暂刺激后ꎬP2X7R通道开放ꎬ引起Na+和Ca2+内流以及K+外流:诱导核转录因子κB(nuclearfactorkappaBꎬNF-κB)介导半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶(cysteinylaspartatespecificproteinase-1ꎬcaspase-1)的活化ꎻ激活磷脂酶A2和磷脂酶Dꎻ促进白细胞介素(interleukinꎬIL)-1β㊁IL-6及肿瘤坏死因子-α(tumornecrosisfactorαꎬTNF-α)的加工和释放ꎻ刺激NOD(nucleotidebind ̄ingoligomerizationdomain)样受体家族3(NOD-likereceptorsꎬNLRP3)炎性体的装配ꎻ激活促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinasesꎬMAPK)等信号通路[2ꎬ7ꎬ8]ꎮ通过上述作用ꎬ参与多种炎性疾病的发病过程ꎮ当较高浓度激动剂长时间或反复刺激P2X7R时ꎬ细胞膜表面形成非选择性质膜孔道ꎬ可允许相对分子质量达900Da的大分子物质(细菌代谢产物及各种有机阳离子)通透ꎬ最大可达1.4nmꎬ最终导致细胞死亡[2ꎬ9]ꎮ由此可诱导细胞膜出泡(从一个细胞质膜突起的部分)ꎬ出泡可能与细胞凋亡发生阶段密切相关ꎬ具体功能目前尚不清楚ꎮ同时刺激P2X7R释放两种类型的微粒:微泡/微粒(100~1000nm)和外泌体(30~80nm)ꎬ两者被视为促炎性细胞因子(IL-1β)非经典的分泌机制ꎬ微泡和外泌体内均含有组织相容性复合物(MHC)-Ⅱ类分子ꎬ可能在调节外源61 ㊀ 医学前沿JMedResꎬOct2018ꎬVol.47No.10㊀㊀性抗原递呈和适应免疫应答中发挥作用[10]ꎮ二、P2X7R在结核分枝杆菌感染中的作用大量研究显示P2X7R在宿主抗结核感染中发挥重要作用ꎮPlacido等[11]研究显示MTB感染促进单核细胞/巨噬细胞P2X7R表达增加ꎬP2X7R的激活除诱导MTB感染细胞的凋亡ꎬ还可促进杀灭细胞内的MTBꎬ该作用可被P2X7R阻断剂氧化ATP(oATP)阻断ꎮSantos等[12]研究显示使用ATP(3mmol/L和5mmol/L)处理RAW264.7细胞ꎬ导致MTB集落形成显著降低ꎮ在MTBH37Rv感染的小鼠肺中发现P2X7R表达显著增加ꎮ与未感染的动物相比ꎬ感染的野生型小鼠脾脏重量显著增加ꎮ与感染的野生型小鼠相比ꎬMTB感染的P2X7R敲除(P2X7R-/-)小鼠显示:肺组织中MTB数量增加ꎻ脾脏中Treg(CD4+Foxp3+)㊁T细胞(CD4+㊁CD8+CD25+和CD4+CD25+)㊁树突状细胞(CD11c+)和B220+细胞群体显着减少ꎬ而CD11b+细胞明显增加ꎮ与野生型动物相比ꎬMTB感染的P2X7R-/-小鼠ꎬ肺组织浸润中Treg细胞(CD4+Foxp3+)和T细胞(CD4+和CD8+)增加ꎬB220+细胞减少ꎮRekha等[13]研究显示人类抗菌肽衍生肽LL-37可诱导巨噬细胞自噬及杀灭细胞内MTBꎮLL-37诱导的自噬是通过P2X7R介导ꎬP2X7R激活引起细胞质游离Ca2+浓度增加ꎬ进而激活AMP活化蛋白激酶(AMP-activatedproteinkinaseꎬAMPK)和磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidyli ̄nositol3-kinaseꎬPtdIns3K)通路发挥作用ꎮ上述研究结果提示P2X7R在结核病发病机制中发挥重要的作用ꎮP2X7R通过调节机体免疫应答在结核感染中发挥重要作用ꎮRamachandra等[14]研究证实脂多糖刺激和ATP通过P2X7R信号通路促进鼠巨噬细胞释放MHC-Ⅱ类分子ꎮMTB感染与ATP协同促进巨噬细胞MHC-Ⅱ释放ꎮ脱落的MHC-Ⅱ类分子包含在两种不同的细胞器中(外泌体和质膜衍生的微泡)ꎬ两者均能够向T杂交瘤细胞提供外源抗原肽ꎬ启动抗菌T细胞应答反应ꎮP2X7R激活和结核分枝杆菌感染可能启动类似的信号通路ꎬ如NLRP3炎性小体的形成及MHC-Ⅱ类分子炎性小体依赖性的释放等ꎮMishra等[15]研究显示ꎬP2X7R促进MTB感染的巨噬细胞外泌体的形成和释放ꎬ且释放的外泌体中含有可溶性的分枝杆菌蛋白ꎬ具有类似病原相关分子模式(pathogen-associatedmolecularpatternsꎬPAMPs)的功能ꎬ可通过Toll-likereceptor2(TLR2)㊁TLR4和髓样分化因子88(myeloiddifferentiationfactor88ꎬMyD88)促进炎性反应ꎮ此类PAMPs比直接感染更能诱导大量细胞的固有免疫应答ꎬ从而放大宿主免疫反应ꎮ同样Qu等[16]研究也证实ATP与P2X7R结合后ꎬ可促进巨噬细胞或树突状细胞MHC-Ⅱ类分子的释放ꎮ与上述结果不同ꎬP2X7R的激活促进感染高毒力分枝杆菌菌株疾病的进展ꎮBomfim等[17]研究显示ꎬ在体外实验中高毒力分枝杆菌通过P2X7R依赖机制促进芽孢杆菌传播引起巨噬细胞死亡ꎮ体内实验中为了研究骨髓衍生细胞中P2X7R是否加剧结核病的严重程度ꎬ将C57BL/6或P2X7-/-小鼠的造血细胞过继转移到137铯(137Cs)照射后的CD45.1小鼠ꎬ产生嵌合小鼠(P2X7-/->CD45.1和C57BL6>CD45.1)ꎮ在感染高毒力分枝杆菌(牛分枝杆菌菌株MP287/03)后ꎬP2X7-/->CD45.1小鼠重现了在P2X7-/-小鼠中观察到的结核病抵抗性ꎮ与C57BL6>CD45.1小鼠相比ꎬ这些小鼠肺细菌荷载量减少㊁肺炎和肺坏死减弱ꎬ传播到脾脏和肝脏的细菌减少ꎮ结果表明骨髓衍生细胞中的P2X7R在严重结核病的进展中起关键作用ꎬP2X7R可能成为结核治疗性干预的潜在靶标ꎮAmaral等[18]在C57BL/6和P2X7R-/-鼠中通过气管感染高毒力分枝杆菌菌株(MTB北京型家族菌株1471和牛分枝杆菌菌株MP287/03)ꎬ体内实验结果显示ꎬ低剂量菌株感染C57BL/6小鼠ꎬ导致广泛性肉芽肿性肺炎的快速发展并伴有坏死区㊁芽孢杆菌大量传播和动物死亡ꎮ而P2X7R-/-小鼠中ꎬ肺部病理学呈现单核白细胞中度浸润ꎬ无明显坏死ꎬ疾病反应明显减弱ꎬ死亡率降低ꎮ体外实验结果显示ꎬ高毒力分枝杆菌在巨噬细胞内生长迅速ꎬ通过P2X7R依赖性机制诱导感染细胞死亡及促进细菌的释放ꎻ此外ꎬ这些细菌对细胞外ATP刺激后巨噬细胞产生的保护机制有抵抗力ꎮAmaral等[18]提出高毒力分枝杆菌在细胞内的快速生长导致大量巨噬细胞损伤ꎬ受损细胞释放的ATP与P2X7R结合ꎬ加速感染巨噬细胞的坏死性死亡和细菌的释放ꎮ这种恶性循环通过促进广泛的细胞破坏和芽胞杆菌传播而加剧肺炎和肺坏死ꎮ研究结果提示P2X7R抑制剂或许会成为治疗侵袭性结核病的新方法ꎮP2X7R基因多态性影响机体结核病的易感性ꎮP2X7R基因多态性包括功能缺失性的基因多态性和功能获得性基因多态性ꎮ目前发现多为功能缺失性的基因多态性ꎬ如rs3751143(1513A>CꎬE496A)㊁71㊀㊀医学研究杂志㊀2018年10月㊀第47卷㊀第10期 医学前沿 ㊀rs1653624(1729T>CꎬI568N)㊁rs7958311(835G>AꎬR270H)㊁rs28360457(946G>AꎬR307Q)等ꎮ功能缺失性的基因多态性导致P2X7R功能下降甚至缺失ꎬ如P2X7R与ATP的结合障碍㊁吞噬细胞吞噬及杀灭MTB的能力降低等ꎬ与MTB感染及潜伏性结核病再活化等感染症状关系密切ꎬ且与患者的年龄㊁种族等因素密切相关[19]ꎮ未来结核病易感基因的研究ꎬ将对结核病疫苗研制㊁早期诊断㊁个体化诊疗等方面产生深远的影响ꎮ三、展㊀㊀望结核耐药菌株的出现ꎬ增加了临床治疗结核病的难度ꎬ且耐药病例数量在不断增加ꎮ2016年全世界约有49万人患耐多药结核病ꎬ其中约9.5%为广泛耐药结核病ꎮ寻求新药和免疫调节剂有助于降低多耐药结核病例的流行率和发生率ꎮ越来越多的研究数据表明ꎬMTB感染可影响P2X7R表达ꎬP2X7基因多态性与结核易感性密切相关ꎬP2X7R在宿主抗结核杆菌感染中发挥重要作用ꎬ这为结核疾病诊断及治疗带来新的思路ꎮ目前研究结果显示不同毒力结核杆菌感染及在不同病程中ꎬP2X7R在机体的抗结核反应过程中存在复杂的调控机制ꎬP2X7R的适时㊁适量调控对结核病发生㊁发展及转归起着非常重要的作用ꎮ对于表达P2X7R的细胞可以尝试利用与P2X7R相关高电导通道促进亲水药物通过细胞膜ꎬ这有可能成为一种潜在的药物递送系统ꎮ未来可以尝试使用P2X7R激动剂与低分子量抗结核药物联合治疗多重耐药性结核病ꎮ相信随着P2X7R研究的不断深入ꎬ将会给结核病(尤其是耐药结核病)的预防和治疗带来新的希望ꎮ参考文献1㊀SethiSꎬmewaraAꎬDhatwaliaSKꎬetal.Prevalenceofmultidrugre ̄sistanceinmycobacteriumtuberculosisisolatesfromHIVseropositiveandseronegativepatientswithpulmonarytuberculosisinnorthIndia[J].BMCInfectDisꎬ2013ꎬ13:1372㊀徐宏ꎬ梁尚栋.P2X7受体在炎症性疾病中的作用及其机制[J].生理学报ꎬ2013ꎬ65(2):244-2523㊀MehtaNꎬKaurMꎬSinghMꎬetal.PurinergicreceptorP2X7:anoveltargetforanti-inflammatorytherapy[J].BioorgMedChemꎬ2014ꎬ22(1):54-884㊀BartlettRꎬStokesLꎬSluyterR.TheP2X7receptorchannel:recentdevelopmentsandtheuseofP2X7antagonistsinmodelsofdisease[J].PharmacolRevꎬ2014ꎬ66(3):638-6755㊀WuGꎬZhaoMꎬGuXꎬetal.TheeffectofP2X7receptor1513polymorphismonsusceptibilitytotuberculosis:Ameta-analysis[J].InfectGenetEvolꎬ2014ꎬ24:82-916㊀王坤ꎬ贺茂林ꎬ王哲ꎬ等.P2X7受体在人固有免疫中的作用[J].中国免疫学杂志ꎬ2015ꎬ31(4):556-5597㊀WanPꎬLiuXꎬXiongYꎬetal.ExtracellularATPmediatesinflam ̄matoryresponsesincolitisviaP2x7receptorsignaling[J].SciRepꎬ2016ꎬ6:191088㊀JiangSꎬZhangYꎬZhengJHꎬetal.PotentiationofhepaticstellatecellactivationbyextracellularATPisdependentonP2X7R-media ̄tedNLRP3inflammasomeactivation[J].PharmacolResꎬ2017ꎬ117:82-939㊀BrowneLEꎬCompanVꎬBraggLꎬetal.P2X7receptorchannelsal ̄lowdirectpermeationofnanometer-sizeddyes[J].JNeurosciꎬ2013ꎬ33(8):3557-356610㊀QuYꎬDubyakGR.P2X7receptorsregulatemultipletypesofmem ̄branetraffickingresponsesandnon-classicalsecretionpathways[J].PurinergicSignalꎬ2009ꎬ5(2):163-17311㊀PlacidoRꎬAuricchioGꎬFalzoniSꎬetal.P2X(7)purinergicrecep ̄torsandextracellularATPmediateapoptosisofhumanmonocytes/macrophagesinfectedwithMycobacteriumtuberculosisreducingtheintracellularbacterialviability[J].CellImmunolꎬ2006ꎬ244(1):10-1812㊀SantosAAJrꎬRodrigues-JuniorVꎬZaninRFꎬetal.ImplicationofpurinergicP2X7receptorinM.tuberculosisinfectionandhostinter ̄actionmechanisms:amousemodelstudy[J].Immunobiologyꎬ2013ꎬ218(8):1104-111213㊀RekhaRSꎬRaoMuvvaSSꎬWanMꎬetal.PhenylbutyrateinducesLL-37-dependentautophagyandintracellularkillingofMycobacte ̄riumtuberculosisinhumanmacrophages[J].Autophagyꎬ2015ꎬ11(9):1688-169914㊀RamachandraLꎬQuYꎬWangYꎬetal.MycobacteriumtuberculosissynergizeswithATPtoinducereleaseofmicrovesiclesandexosomescontainingmajorhistocompatibilitycomplexclassIImoleculescapableofantigenpresentation[J].InfectImmunꎬ2010ꎬ78(12):5116-512515㊀MishraBBꎬMoura-AlvesPꎬSonawaneAꎬetal.Mycobacteriumtu ̄berculosisproteinESAT-6isapotentactivatoroftheNLRP3/ASCinflammasome[J].CellMicrobiolꎬ2010ꎬ12(8):1046-106316㊀QuYꎬRamachandraLꎬMohrSꎬetal.P2X7receptor-stimulatedsecretionofMHCclassⅡ-containingexosomesrequirestheASC/NLRP3inflammasomebutisindependentofcaspase-1[J].JImmu ̄nolꎬ2009ꎬ182(8):5052-506217㊀BomfimCCBꎬAmaralEPꎬCassadoADAꎬetal.P2X7receptorinbonemarrow-derivedcellsaggravatestuberculosiscausedbyhyper ̄virulentmycobacteriumbovis[J].FrontImmunolꎬ2017ꎬ8:43518㊀AmaralEPꎬRibeiroSCꎬLanesVRꎬetal.PulmonaryinfectionwithhypervirulentmycobacteriarevealsacrucialrolefortheP2X7receptorinaggressiveformsoftuberculosis[J].PLoSPathogꎬ2014ꎬ10(7):e100418819㊀GeHBꎬChenS.Ameta-analysisofP2X7gene-1513A/Cpoly ̄morphismandpulmonarytuberculosissusceptibility[J].HumImmu ̄nolꎬ2016ꎬ77(1):126-130(收稿日期:2017-11-17)(修回日期:2017-12-26)81㊀ 医学前沿 JMedResꎬOct2018ꎬVol.47No.10㊀㊀。
结核分枝杆菌主要分泌蛋白的研究进展
量 3.k 8 2 D。实验证明 :8 D抗原 对小 鼠, 鼠及 人类 B淋 3k 豚
巴 细 胞 具 有 免 疫 优 势 , 诱 导 早 期 反 应 。 19 能 92年 , ohm一 B ta [ 。 等 通过 研 究认 为 菌 阴 性 肺 结 核 ,8 D 是 最 有 用 的 抗 原 e y 3k
之一 。
开放 读码 框 ( R ) 2 5 p 编 码 9 0 F 为 8b , 5个 氨基 酸 , 对 分 子 量 相 约 1k lD。 19 98年 , ro 等 。 应 用 前 后 重 复 多 肽 E IA Hab e LS 检测 E AT 6蛋 白 的 结 构 发 现 其 N 末 端 区 的 3到 1 S - 5的氨 基 酸位 置 ( Q E QwNF GI A A E AA) 一 个 亲 水 区 , 沿 着 多 肽 有 并 链 发 现 了另 2个 亲 水 区 。多 克 隆 抗 体 检 测 证 明这 些 区 域 有 抗原 表位 的 活 性 , 而 证 实 了 E AT 6的抗 原 性 。 19 从 S 一 9 6年 , Hab e 。 通过 P R,o ten杂 交 和 免 疫 印迹 分 析 , 基 ro 等 C S uhr 从 因 和 蛋 白水 平 上 揭 示 E AT 6仅 存 在 于致 病性 分 枝 杆 菌 ( S - 结 核 分 枝杆 菌 、 分 枝 杆 菌 、 洲 分 枝 杆 菌 等 ) , 不 存 在 牛 非 中 而 B G 及其 它 非 致 病 分 枝 杆 菌 中 C 12 MP 4 为结 核 分 枝 杆 菌 的 短 期 分 泌 蛋 白 的 主 要 成 . T6 分, 为结核分枝杆 菌培养 基 上清 滤液 中蛋 白总量 的 8 。 约
维普资讯
7 2 2
中 ne 人J 兽 na f Zo 学 报 国 e ou 共 患 Chi s r lo 病 o s s no e
持留态结核分枝杆菌的研究进展
认识 。我 国学 者 认 为 ,以异 柠 檬 酸 支路 代谢 为 代表 的 厌 氧 代 谢表 型特 征 作 为 持 留菌 的本 质性 界 定 标 准 是 合 理 和 可 操 作 的 ,并 可依
通 信 作 者 :高 孟 秋 ,E i:go wd mal amq m@yh oc r.l ao . n e o l
环 境 下 启 动 不 同代 谢 途 径 ,这 样 也 必 然伴 随 蛋 白 质等 生物 学 特 性 的 相 应 改 变 。MT 处 B
于 低 氧状 态 时 ,氧 呼 吸 代谢 关 闭 ,而 通过 启 动 异 柠 檬酸 支路 代 谢获 取 能量 ,异 柠檬 酸 裂 解 酶 是此 支路 的 关 键 酶 。生 长 增 殖 期 和持 留 状 态 MT 的 异 柠 檬酸 裂解 酶 、触 酶 及 超 氧 B 化 物 歧化 酶浓 度 均 存 在 明 显差 别 。此 外 ,持 留菌有 2个标 志 :细 胞壁 增 厚 和相 对 分子 质 量 为 1 0 60 0的 热休 克 蛋 白 ( 晶体 同源体 )的 高 度表 达 。 当 MT 进 入 持 留状 态 时 ,三 酰 B 基 甘 油合 酶 被 表达 ,频 繁诱 导 细胞 壁形 成 脂 质 体 ,说 明脂 质 体 的形 成 与 持 留态 可能 有 一 定 相关 性 J 般 认 为 ,持 留菌 形 态 上表 现 。一
迁 延 和 复发 的 重 要 原 因 ,而 结 核 病 病程 迁 延 又增加 了耐 药 MT B产生 的机会 。现 就持 留态 MT B的研 究进 展进 行综述 。
1持 留现 象的发 现
据 其 持 留代 谢 程 度 将持 留菌 界 分 为代 谢 持 留
菌 和休 眠持 留菌 两 类 ,分 别介导 病 程 迁 延 和
为 细 胞壁 增 厚 等 改 变后 ,就 可 以 逃避 现 有 抗
细菌Ⅵ型分泌系统的研究进展
同源物共 同存 在 于革 兰阴性 细菌 中 , 具 有稳定 跨 膜多 分 子 复合物 的功 能 , 在T 4 S S中可 以稳定其 分泌 装置 ,
O m p A; 效 应蛋 白有 Hc p和 V g r G; 调 节 蛋 白有 V a s H、 丝/ 苏 氨 酸激酶 和 磷 酸 酶 ( s e r / t h r k i n a s e s& p h o s p h a . t a s e s ) , 分 子伴侣 蛋 白为 C l p V。但 是 这 些蛋 白不 一定
都由 T 6 S S基 因簇 编码 , T 6 S S基 因簇 可 编 码 1 2~2 5
防止其 降解 并保 持其 活性形 式 。2 0 0 3年利 用 生物
信息学技术确定 了 I c mF相关 同 源蛋 白 I A H P( I c m F
—
a s s o c i a t e d h o mo l o g o u s p r o t e i n s ) 基 因簇 , 即T 6 S S基
邹清华 他 们通 过实验 发现 霍乱 弧菌 的 V a s 基因 , 能直 接影 响 霍 乱 弧菌 的分 泌 功 能 , 专 门介 导 缺 少 N端 信 号 序 列
的蛋 白质 的分 泌 和 霍 乱 弧 菌 对 巨 噬 细胞 的 毒 力 。
6种 细菌 分泌 系统 , 按 其 分泌 是 否 利用 S e c转 位 酶可
。对 T 6 S S的 簇 多位于 致病 岛 中 , T 6 S S亦是 如 此
进展 等 问题 的研 究将 大 大 提 高对 Ⅵ型 分 泌 系 统 的认 识, 从 而有 助于 阐 明细 菌 的 致病 机 制 , 为 疾 病 预 防控 制提 供更 多线索 。本文 将 对 组 成 Ⅵ 型分 泌 系 统 的相
结核病的分子生物学诊断技术研究进展
2 12 在 P R基 础上发展 的核酸 扩增 技术 .. C
① P R 单链 C-
构象多态性分析 ( C .S P 。是检测单碱 基突变 可靠而 简 P RS C ) 便的方法 。P R产 物为两条 互补单链 , C 各单链 的碱基序列 不 同可形成不 同的空 间构 象 , 凝胶 上显示 不 同 的带型 , 确 在 可 定有 无突变 。 目前 采用 P R S C C —S P技术 分析 耐 多药结 核 杆 菌的耐药机理 已成为研究热点 , 尤其是该法 直接 检测临床 标 本中结核杆菌耐药基 因的成功 , 会对传统结核 药敏试验 产 将 生新的挑 战。S en等 学者 检测 比嗪酰胺 的耐药基 因 , he 与
2 结核病 的分 子生物学诊断技术 2 1 核酸扩增技术 .
径。
基因突变 , 分别 检 出突变基 因 1 株 、9株 、4株 , 该法 不 6 1 l 但
能确定突变部位和性质 , 对操 作技 术要求 过 高 , 响因素 较 影
多 , 前 只在 条件 较好 的实 验 室 开展研 究 。② 序列 特 异 引 目
断, 缺点是无法 区别 死菌和活菌 。巢式 P R 半 巢式 P R采 C 、 C
近1 0余年 来 , 核病 发病呈 全球 持续 恶化 ,07年 死 结 20 于结 核病 的患者约 17万 j 7 。结 核杆菌 是结 核病 的主要致 病菌 , 可在人群 中传播 , 对外界环境 的抵抗力强 , 易产生耐 药
山东医药 2 1 年第 5 Biblioteka 第 3 期 01 1 l・
综述 与讲 座 ・
结 核 病 的分 子 生 物 学诊 断技 术 研 究 进 展
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sis)中,有些蛋白(如T细胞抗原A985)含有典型的 rinum)和非致病性分枝杆菌耻垢分枝杆菌(M.
信号肽序列,这些蛋白的分泌通过See途径进行,还 smegmatis)中也发现了ESX一1分泌系统。
有一些蛋白则通过Sec2旁路途径或者Tat途径进 2 ESX一1系统的组成及分泌机制
行分泌。然而在结核分枝杆菌的培养滤液中含有很
遍认为EspA、EspB、EAST一6、CFP一10、MycPl、
蛋白的代表。结核分枝杆菌具有十分复杂的细胞壁PE35、Rv3614c、Rv3615c、Rv3868、Rv3869、
结构(图1),分枝菌酸和细胞壁基质共价结合,形成 Rv3870、Rv3871、Rv3877、Rv3879c和Rv3882c等
中国人兽共患病学报
772
Chinese Journal of Zoonoses
文章编号:1002—269412010)08—0772—04
2010。26(8)
结核分枝杆菌VII型分泌系统的研究进展*
孙林,霍如松,焦新安
中图分类号:R378.9 文献标识码:A
细菌的致病性依赖于分泌毒力因子的能力,这
1 ESX.1分泌系统
着一种特殊的分泌系统。
酶,Rv3870和Rv3871可能共同形成FtsK/Spo Ill E
类ATP酶。其他参与ESX—1分泌系统的蛋白质,
如Rv3869、Rv3877、Rv3881C以及Rv3882,它们与
已知功能的蛋白之间没有同源性,但预测其存在于
细胞质膜上。例如。Rv3877是一种多重跨膜蛋白,
不同的ESX分泌系统之间是相互独立的,彼此 之间不能互补。ESX一1被删除后,另外的4种ESX 系统并没有使结核分枝杆菌的毒力得到恢复。 ESX一5和ESX一1一样,都参与了结核分枝杆菌从巨 噬细胞的逃逸以及细胞间的传播=1“143,这就意味着 这两种分泌系统在细胞的感染过程中可能扮演独立 的角色。ESX分泌系统的相互独立,可能是由于它 们不同的进化水平以及基因调控引起的。 5其他革兰氏阳性菌的VII型分泌系统
泌通道。Rv3877预测含有11个跨膜结构域,很有 可能形成了位于内膜(inner membrane,IM)上的转 位通道。但是目前还不清楚是什么蛋白或者哪些蛋 白形成了分枝菌酸膜上的通道。
当发现ESX一1分泌系统的第2个基因簇 (Rv3614c~Rv3616c)后,ESX—l的分泌机制变得更 加复杂。Rv3616c(EspA)和ESAT-6、CFP-10是协 同分泌的,共同参与ESX-1分泌系统。RzB614c~ R∞6j6f与RDl区域的Rv3864~R"03867同源, EspA可能与Rv3614c和Rv3615c共同形成操纵 子。胞质蛋白Rv3614c和胞膜蛋白Rv3882c相互 作用进而促进相关ESX—1分泌蛋白的分泌(图3)。 Rv3815c是一种分泌蛋白,其C端同CFP一10一样 是分泌系统ESX一1所必需的。在缺少EspA或 Rv3815c时,能有效形成ESAT一6/CFP一10复合物, 但是只能停留在细胞内而不能被分泌,这就意味着 ESX一1的所有底物(EspA,Rv3815e,ESAT-6和 CFP一10)在分泌时是互相依赖的∞。1。
能够在细胞质膜上形成蛋白质转位孑L。Rv3881c
(Mh3881c)在分泌时C端会被切除,而其C端对协
同分泌具有重要的作用。对ESAT-6的分泌水平有
影响。研究还发现,基因序列Rv3614c~R仍6j6c
也参与了ESX一1分泌系统的组成,如果这些基因缺
图l结核分枝杆菌细胞膜结构示意图(1, Fig.1 Schematic representation of the cell envelope of M.tu‘
现在绝大多数的基因簇中,如编码PE、PPE蛋白的 基因,而有些基因仅仅出现在特定的分泌系统中。
由于ESX一1和致病性分枝杆菌的毒力相关,因 此ESX一1成为了近年来的研究热点,然而对于其他 ESX系统的研究较少。系统发生学和比较基因组 学研究揭示,分枝杆菌中5种不同的ESX系统是通 过基因复制的形式进化而产生的。其顺序为ESx_4, ESX一1,ESX.3,ESX-2以及ESX一5“∞,因此ESX一4 在分枝杆菌中是最古老的T7S系统。与其他的 ESX基因座相比,ESX-4最小,在结核分枝杆菌中 仅为9 870bp,而其他的ESX基因座一般为14— 22kb。同时ESX一4含有的基因数目最少,在结核分 枝杆菌中仅含有7个基因,而其他的ESX基因座含 有11一18个基因。目前关于ESX一4的生物功能仍 然不清楚,同样,对于ESX~2的功能也是一无所知。 在结核分枝杆菌中,ESX一2位于ESX一1基因座的下 游。尽管ESX-2片段较大,但是在海洋分枝杆菌中 是缺失的。有关ESX一3的信息比较多,通过基因芯 片微阵列分析表明,ESX一3在结核分枝杆菌的Fe/ Zn平衡方面有重要作用…3。然而,ESX一3系统究 竟是如何工作的还不清楚。目前对于ESX一5系统 的功能有了一定的认识,相关数据都是通过对海洋 分枝杆菌以及斑马鱼幼体感染模型的研究获得的。 Wilbert小组首次证实ESX一5系统与PPE蛋白的 分泌相关¨扪。后来该小组还发现,与野生型海洋分 枝杆菌相比,ESX-5缺失株感染人M币一1后引起了 IL-12p40、IL-6和TNF-a分泌水平的上调和IL-113 分泌水平的下调。因此认为ESX一5在调控细胞因子 分泌方面有着重要的作用。∞。
兰氏阴性菌简单,因此其分泌的蛋白只需穿过质膜 泌系统或者ESX一1分泌系统,亦被称为VII型分泌
和肽聚糖层就可以到达细胞外环境。
系统(type VII secretion system,T7S system)¨’。
在结核分枝杆菌(Mycobacterium.tuberculo-
接着,在鱼致病性分枝杆菌海洋分枝杆菌(M.ma—
失,即使存在完整的RDl区,同样导致ESAT一6和
CFP一10不能分泌门。43(图2)。
Fig.2
图2 ESX一1分泌系统中的基因Ⅲ Genes involved in the ESX一1 secretion system
ESX一1分泌系统中的相关蛋白是如何相互作用 进而定位和转移出细胞膜和细胞壁的?尽管缺乏结 构数据的支撑。ESX—1分泌系统组分很有可能形成 一个类似于细菌1型一1V型分泌系统的多重跨膜 结构。有关ESX一1分泌系统相关蛋白相互作用的 研究为了解ESX一1分泌系统的分子机制提供了理 论依据。
些毒力因子可以表达在细胞表面。也可以通过分泌
在ESX一1分泌系统被发现之前,通过基于ES一
的方式到达细胞外基质或者是直接进入宿主细胞。 AT一6、CFP一10以及两侧的膜相关蛋白和假定ATP
对蛋白分泌机制的研究主要集中在革兰氏阴性菌。
酶的基因芯片分析已经预测到了这个分泌系统的存
并由此鉴定出了不同的分泌系统,分别命名为I—VI 在。有关这个分泌系统的第一个实验证据是≈3,只
ESX-1位于RDl区域,是结核分枝杆菌重要的 毒力因素,这个区域在BCG疫苗株中是缺失的。1。 如果结核分枝杆菌缺失功能性的ESX一1分泌系统 将会导致其毒力的降低“’,同样如果将完整的ESX一 1互补进BCG将会使BCG恢复部分的毒力。。8’。 麻风分枝杆菌(M.1eprae)也含有ESX—1分泌系 统,麻风患者的T细胞能够对麻风分枝杆菌的ES- AT一6发生强烈的反应。3。但是功能性的ESX一1分 泌系统并不仅仅存在于致病菌中,并且有少数分枝 杆菌,如溃疡分枝杆菌(M.ulcerans)、田鼠分枝杆 菌(M.microti)和禽分枝杆菌(M.avium),它们缺 少ESX一1的部分区域,ESAT一6不能被分泌,但依然 是致病性的。为什么仅仅在某些种属的细菌中 ESX一1与毒力相关?或许与非致病菌相比,致病性 分枝杆菌中的ESAT一6/CFP一10具有额外的功能, 也有可能是因为致病性分枝杆菌通过ESX-1系统 分泌了其他的蛋白¨3。究竟哪些分泌蛋白对于细菌 的毒力是至关重要的,这些蛋白又是怎样和宿主发 生相互作用的?目前的认识还无法清晰地回答这些 问题,这将寄希望于对ESX-1分泌系统的进一步 认识。 4分枝杆菌中其他的ESX分泌系统
分泌的ESAT一6和CFP一10在稳定性上互相依 赖,并且形成紧密的1:1的二聚体结构。酵母双杂 交试验揭示,Rv3870可能与Rv3871相互结合,而 Rv3871又是与CFP一10结合的,因此推断胞浆蛋白 Rv3871首先识别ESAT一6/CFP一10复合物,并与 CFP一10的C端结合。接下来Rv3871与Rv3870在 细胞内膜上相互作用并形成具有活性的ATP酶 (图3)。分子伴侣Rv3868可能和Rv3870和 Rv3871相互作用进而促进ESAT-6和CFP-10蛋 白TP酶,形成一个具有中央空 洞的六环结构,这种结构有助于分泌的底物通过分
ESX一1系统所包含基因的数量还存在着争议,
多小分子量、高免疫原性的蛋白,它们都缺少典型的 可能在不同种类的分枝杆菌之间存在差异。目前,
信号肽序列,其中ESAT-6(6 kDa early secreted an-
已经鉴定出一些确切参与ESX一1的蛋白质组分,普
tigenic target,6 kDa早期分泌抗原靶位)就是这些
了高度疏水、几乎不通透的分枝菌酸膜(mycomem- 蛋白参与了ESX一1分泌系统的形成。Rv3868是具
brane,MM),蛋白质必须穿过分枝菌酸膜才能分泌 有AAA+ATP酶位点的假定细胞质伴侣蛋白,
到胞外环境,这就提示在结核分枝杆菌中可能存在
Rv3883c(MycPl)是一种枯草杆菌样丝氨酸蛋白
万方数据
Fig.3
图3 ESX-1分泌机制模式图“’ Working model for the ESX-I secretion system
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中国人兽共患病学报 Chinese Journal of Zoonoses
有关ESX-1的分泌机制还有很多问题无法解 决,例如在ESX-1分泌系统中MycPl的作用是什 么?虽然MycPl对于ESX一1系统是必需的,但是 目前还没有鉴定出由MycPl作用的分泌底物。另 一个重要的问题是,ESX-1底物是如何穿过分枝菌 酸膜的?分枝菌酸膜非常厚,达9一lOnm,然而目前 经预测ESX一1系统中没有组分位于分枝菌酸膜上。 3 ESX-1分泌系统的作用