结核分枝杆菌基因组学
结核分枝杆菌pst S1基因的扩增及生物信息学分析
结核分枝杆菌pst S1基因的扩增及生物信息学分析目的扩增编码结核分枝杆菌分泌蛋白的pst S1基因，运用生物信息学方法和软件预测其编码蛋白的生物学特征，为早期结核病的诊断以及新的抗结核药物的研制奠定基础。
方法采用聚合酶链反应扩增出pst S1基因，对其核苷酸序列进行测定；利用序列对比分析和蛋白质结构预测软件进行生物信息学分析和模拟。
结果获得的pst S1基因的全长1112bp，基因序列与Genbank公布的标准株的基因序列的核苷酸同源性为92.6%，初步预测出该蛋白的分子特征、抗原性和二级结构。
结论成功扩增MTB的pst S1基因，通过生物信息学分析获得了该蛋白的信息特征，为进一步研究其生物学功能和免疫学活性奠定了基础。
标签：结核分枝杆菌；pst S1基因；扩增；生物信息学结核病（Tuberculosis，TB ）是由结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis，MTB）所致的、以呼吸系统感染为主的慢性传染病。
世界卫生组织全球结核病疫情报告表明，当前结核病已成为可治性感染疾患中头号致死疾病[1]。
到目前为止对结核分枝杆菌的研究已经发现了很多特异性的抗原，但还没有一个单抗原能达到WHO对结核诊断抗原的阳性率要求，即总阳性率大于80%，特异性大于95%[2]。
动物实验表明，结核分枝杆菌分泌蛋白Pst S1是比较重要和相对特异的一种抗原，可引起特异的保护性免疫反应。
因此，可用作亚单位疫苗。
本研究对pst S1基因进行扩增，利用生物信息学方法对该基因进行分析，为构建新型结核疫苗、制造诊断试剂和设计药物靶点提供理论依据。
1材料和方法1.1材料DNA标准分子量marker、2×PCR Master Mix、细菌基因组提取试剂盒、DNA 电泳凝胶回收试剂盒购自Promega公司，Agarose购自西班牙，其他试剂均为国产分析纯，结核分枝杆菌为潍坊市第二人民医院患者体内分离。
1.2方法1.2.1 引物的设计根据GenBank报道的结核分枝杆菌pst S1基因序列，自行设计特异性引物，序列如下：P1：gtggaattcgtgaaaattcgtttgcat；P2：atactcgaggctggaaatcgtcgcgat。
结核分枝杆菌VII型分泌系统的研究进展
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
结核分枝杆菌H37Ra的A级β-内酰胺酶的克隆和基因序列分析
结核分枝杆菌H37Ra的A级β-内酰胺酶的克隆和基因序列分析CORINNE J. HACKBARTH,* IBRAHIM UNSAL,† AND HENRY F. CHAMBERS 圣弗朗西斯科,加利福尼亚大学，医学部门杂志名称：ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY, May 1997, p. 1182–1185影响因子：4.802摘要背景：来自于结核分枝杆菌H37Ra的粘粒文库被导入耻垢分枝杆菌，8个重组克隆显示出对于头孢西丁抵抗性的增加。
方法：等电点聚焦检测到结核分枝杆菌衍生的β-内酰胺酶在其中的一个重组克隆体中。
结论：基因序列分析证实出作为A类的β-内酰胺酶与抵抗表型增多有关。
前言随着结核分枝杆菌株的多重耐药的抵抗出现，新的有效的治疗方法急需来解决这种菌株引起感染的情况。
很少有动力去检查β-内酰胺类抗生素抗分支杆菌的效果，因为（i）最初发现β-内酰胺类抗生素治疗肺结核没有效果而且结核分枝杆菌也显示出产生β-内酰胺酶的特性。
然而，在近十年，β-内酰胺类稳定性药物已经产生，还有β-内酰胺类药物和β-内酰胺酶抑制剂组合制品都在体外的敏感性测定的试验中对结核分枝杆菌的抑制起到有效的作用。
是否体外敏感性试验的数据能预测临床上的效果不得而知，因为还没有相关于临床的研究。
这种类型的药物因为它的潜在的作用而需要重新的考虑，以便作为治疗结核病的治疗手段。
关于结核分枝杆菌抵抗β-内酰胺类抗生素的机制的研究是评价β-内酰胺类药物潜在效果的关键。
根据Bush的分类法等，将该酶分为A类和2b组的β-内酰胺酶。
它有青霉素酶和头孢菌素酶的活性，能够被β-内酰胺酶抑制剂克拉维酸，舒巴坦，他唑巴坦所抑制。
我们先前证明过β-内酰胺类抗生素在血清浓度达到一定浓度时其能够穿透结核分枝杆菌的细胞壁然后绑定到它们的目标蛋白上，即青霉素结合蛋白。
另外，我们还证明了氨苄西林，阿莫西林，头孢西丁和头孢曲松的MIC值均有所降低，当加入克拉维酸或舒巴坦。
结核分子生物学
结核分子生物学
结核分子生物学是一门研究结核病的分子机制和生物技术的学科。
它主要关注结核病的病原体——结核分枝杆菌的基因结构、基因表达、遗传变异等方面。
通过对结核分枝杆菌的基因组研究，科学家们可以更好地了解结核病的发病机制、传播方式以及耐药机制。
分子生物学技术如 PCR（聚合酶链式反应）、DNA 测序等，可以快速、准确地检测结核分枝杆菌的存在和耐药情况，为结核病的早期诊断和个体化治疗提供了有力的工具。
此外，结核分子生物学还研究结核分枝杆菌与宿主之间的相互作用。
宿主的免疫应答、基因多态性等因素也会影响结核病的发生和发展，通过对这些因素的研究，可以深入了解结核病的免疫病理学，为结核病的预防和免疫治疗提供新的思路。
在结核病的防控方面，结核分子生物学也发挥着重要作用。
例如，通过基因分型技术可以追溯结核病的传播链，及时采取措施控制疫情的传播。
同时，分子生物学还可以用于结核病疫苗的研发，通过对结核分枝杆菌的抗原基因进行研究和改造，开发出更有效的疫苗。
总的来说，结核分子生物学的发展为结核病的研究和防治提供了新的手段和方法，有助于提高结核病的诊断、治疗和防控水平，为最终消除结核病的危害做出贡献。
基因组学在结核病研究上的应用
基因组学在结核病研究上的应用基因组学是研究一个生物个体的所有基因组的科学领域。
在结核病研究中，基因组学的应用已经取得了重要的突破，为我们更好地了解这种疾病的传播和抗药性提供了重要的见解。
首先，基因组学在结核病研究中的一个重要应用是帮助我们理解结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）的基因组特征。
通过对结核分枝杆菌的基因组进行测序和比较，科学家们发现了一些与其致病性和耐药性相关的基因。
这些发现有助于揭示结核病的传播机制和耐药机制，并为寻找新的治疗方法提供了线索。
其次，基因组学还可以用于研究结核病的传播路径和流行病学。
通过分析结核菌株的基因组，科学家们能够确定不同株系之间的遗传关系，从而了解结核病的传播途径和流行病学特征。
这对于制定针对结核病的预防和控制策略非常重要。
此外，基因组学还可以用于研究结核病的宿主遗传因素。
人类个体的基因组差异可能影响其对结核病的感染和发展程度。
通过对大规模的人类基因组数据进行分析，科学家们发现了一些与结核病易感性相关的基因。
这有助于理解个体对结核病的抗性和易感性差异，为个性化预防和治疗提供了新的思路。
最后，基因组学还可以用于研究结核病的耐药性机制。
结核病的耐药性是治疗该病时面临的重要挑战之一。
通过对耐药结核分枝杆菌的基因组进行分析，科学家们可以揭示耐药机制，并帮助开发更有效的治疗策略。
总而言之，基因组学在结核病研究中的应用已经取得了重要的进展。
通过揭示结核分枝杆菌的基因组特征、研究传播途径和流行病学特征、探索宿主遗传因素以及揭示耐药机制，基因组学为我们更好地了解和控制结核病提供了重要的见解。
这些研究成果有望在预防、诊断和治疗结核病方面产生深远影响。
结核分枝杆菌的分子生物学检测研究进展
第17卷 第3期医学研究生学报Vol.17 No.3 2004年3月Journal of Medical Postgraduates Mar.2004·综 述·结核分枝杆菌的分子生物学检测研究进展李子玲1综述, 刘忠令2审校(1.第二军医大学南京临床医学院南京军区南京总医院呼吸内科,江苏南京210002;2.第二军医大学长海医院呼吸内科,上海200433)摘要: 该文对用于结核分枝杆菌菌种及菌株鉴定的基因标记和序列作一综述。
这些基因标记和序列包括插入序列、串联重复序列、存在于质粒p TBN12中的多态性GC丰富的重复序列、36bp顺向重复序列、间隔子寡核苷酸等。
关键词: 结核分枝杆菌; 分枝杆菌; 检测中图分类号: R378.911 文献标识码: A 文章编号: 100828199(2004)0320267203ΞThe advance about study of molecular biology detection of Mycobacteria tuberculosisL I Z i2ling review ing,L IU Zhong2ling checking(1.Depart ment of gerontology,N anjing Clinical School of the Second Military Medical U niversity/N anjing General Hospital of N anjing Com m and,N anjing210002,Jiangsu,China;2.Depart ment of Pul monology,Changhai Hospi2 tal,the Second Military Medical U niversity,S hanghai200433,China)Abstract: This article reviewed the gene markers and the sequences for the detection of the s pecies and strains of My2 cobacteria tuberculosis.The gene markers and the sequences conclude insertion sequences,tandem repeat sequences,the polymorphic GC2rich repetitive sequences contained in the plasmid p TBN12,36bp direct repetitive sequences,spacer oligonucleotides.K ey w ords: Mycobacteria tuberculosis; Mycobacteria; Detection0 引 言 随着结核病的全球性复燃,结核分枝杆菌(M·tubercu2 losis)的菌株鉴定已成为结核病流行病学研究的重要方法。
结核分枝杆菌ESAT-6基因的克隆与序列分析
２１ 年 第 ７ ００ 期
２６ ６ ｗｗｗ．ｄ ｈ ｍ ．Ｏｎ ｇ ｃ ｅ Ｃ Ｉ
第 Байду номын сангаас 卷 总第 ２ ７ ７ ０ 期
结核分 枝杆 菌 Ｅ Ａ 一 Ｓ Ｔ ６基 因的克 隆 与序 列分 析
曲 宁， 元 宝， 立 英 金 王
（ 吉林 大学 珠 海学 院 化 学与药 学系 ，广东 珠海 ５ ９ ４ ） １０ １
Ａｂｓｒ ｃ ：Ａｉ ｅ ｏ ｃｏ ｅ ａ ｄ ａ ａｙ ｅｏ Ａ － ｎ ｔＭ ｙ ｏ ａ ｔ ｒｕ ｔａ ｔ ｍ ｄ ｔ ｌ ｎ ｎ ｎ ｌ ｓ ｌＥＳ Ｔ ６ Ｇｅ ｅ ｏ＂ ｃ ｂ ｃ ｅｉ ｍ Ｔａ ｉ ｇ ｔ ｅ Ｍ ｙ ｏ ａ ｔ ｒ ｍ ｕ ｅ ｃ ｌ ｓｓ ｇ ｎ ｒ ｕ ｓ ｔ ｅｔ ｍｐｌｔ，ｂ ａｎ ． ｅ ｋ ｎ ｈ ｃ ｂ ｃｅ ｉ ｕ ｔ ｂ ｒ ｕ ｏ ｉ ｅ ｅ ｇ ｏ ｐ ａ ｈ ｅ ａ ｅｏ ｔ ｉｓ Ｔｈ Ｅ ＡＴ一 ｅ ｅ ｓｎ ｈ ＣＲ ｅｈ ｄ ａ ｄ ｃ ｎ ｔｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒｐ Ｅ — ｏ ｌｄ ｔ ｅ ｃ ｎ ｏ ｍ ｉ ａ ｅ ｉｌ ａ ｔ ｌ，ｔｅ ｒ ｎ ｆ ｒ ｅ ｈ ｉ ａｉ ｎ ｐ ｏ ｕ ｔｉ ｔ Ｓ ６ ｇ ｎ ｓｕ ｉ ｇ ｔ ｅ Ｐ ｍ ｔ ｏ ｎ ｏ ｓ ｃｓ ｏ ｔ ｅ ｖ ｃｏ Ｇ Ｍ Ｔ ｆ ｍ ｅ ｈ ｏ ｆ ｒ ｔ ｍ ｔ ｒ ｒｉ ｅ ｈ ｎ ｔａ ｓｏ ｍ ｄ ｔ ｅ ｌ ｔ ｒ ｄ ｃ ｎ ｏ ｒ ｙ ａ ｐ ｃ ｇ ｏ Ｅ ｃ ｌ Ｊ １ ９ Ｕｓｎ ｈ ｅｈ ｄ ｏ ｓｒｃｉ ｎ ｅ ｄ ｎ ｃｅ ｅ Ｃ ａ ｄ ｓ ｑ ｅ ｃｎ ｏ ｐ ｏ ｅ ｔ ａ ｔ ｅ ＥＳ － ｅ ｅｏ ｙ ｏ ａ ｔ ｒ ｍ ｕ ｅ ｃ ｌｓｓ ｈ ｄ ｂ ｅ ｌ ｎ ｄ ．ｏ ｉ Ｍ ０ ． ｉｇ ｔｅ ｍ ｔ ｏ ｆｒ ｔｉｔ ｎ ｏ ｕ ｌａ ，Ｐ Ｒ ｎ ｅ ｕ ｎ ｉ ｇ ｔ ｒ ｖ ｈ ｔ ｈ ＡＴ ６ ｇ ｎ ｆＭ ｃ ｂ ｃｅ ｉ ｅ ｏ ｓ ｕ ｔ ｂ ｒ ｕ ｏ ｉ ａ ｅ ｎ ｃｏ ｅ ｓ ｃ ｅ ｓ ｌ ｅＥ ＡＴ ６ ｇ ｎ ｆＭ ｙ ｏ ａ ｔｒｕ ｔ ｂ ｒ ｕ ｏ ｉ ａ ｅ ｎ ｃｏ ｅ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌ ｕ ｃ ｓ ｆ ｙ Ｔ Ｓ － ｅ ｅｏ ｕｌ ｈ ｃ ｂ ｃｅ ｉ ｍ ｅ ｃ ｌ ｓ ｈ ｄｂ ｅ ｌ ｎ ｄｓ ｃ ｅ ｓｕ ｌ ｕ ｓ ｙ
结核分枝杆菌mpt64基因真核表达载体的构建及表达
核表达 载体 ｐＤ Ａ ， （） ｃ Ｎ ３ １ 一 由本 室保存 ； 主要试剂 ：
ｍｔ ｐ６ ４蛋 白抗 体 由本 实 验 室 制 备 ； ＭＶ、 Ｎ 酶 抑 Ａ Ｒ Ａ 制剂 和 Ｔ Ｉｏ为 ｐｏ ｅａ公 司产 品 ； Ｒｚｌ ｒｍ ｇ 限制性 内切 酶 、 Ｔ Ｎ ４Ｄ Ａ连 接酶 和核 酸分 子 量标 准 品 由 Ｔｋｒ 司 ａａａ公 提供 ； 粒 提 取 试 剂 盒 购 自 Ｏ Ｇ 质 ＭＥ Ａ公 司 ；脂 质 体 Ｌｐｆ ｔ ｎ２０ ｉ ｅ ａ ｅ００购 自 Ｉｖｔ ｇｎ公 司 ； 抗 鼠 ＦＴ ｏ ｃ ｍｉ ｎｉｏｅ ｒ 羊 ＩＣ 荧光 抗体 购 自北京 中杉公 司 。
２０ ０ ６年 ｌ １月 １ ４日收到 国家 自然科学基 金 （０ ０ ４ ２ 、 ３ ５ ０ ３ ）
取保 存 于改 良罗 氏培 养 基 的 ＭＴ 接 种 于 ７ ９ Ｂ， Ｈ 液 体培养 基 （ 内含 终 浓度 ００ ％的 Ｔ ｅｎ０ 终 浓度 ，５ ｗ ｅ８ ， 为 １％ 的 Ａ Ｃ营养物 ）３ ｃ ０ Ｄ ，７Ｃ间或振 荡培 养 （— ３ ２ ） 周 。取 ５ ｍＬ液 体 培 养 物 以 １ ０ ／ ｎ离 心 ０ ０ ０ ｒｍｉ １ ｉ， ０ｍｎ 将沉 淀重 悬 于 ５ ０ 裂解 液 （０×Ｐ Ｒ缓 冲 １ Ｃ
物实验 表 明 ， Ｂ培 养滤 液蛋 白 （ｕｔｒ ｆｔ ｔ ｐｏ ＭＴ ｃｌ ｅｉ ｒ ｅ ｒ— ｕ ｌａ ｔｉｓ， Ｆ 如 ｍ ｔ 、 Ｓ Ｔ６ Ａ ８ ｅｎ Ｃ Ｐ） ｐ６ Ｅ Ａ －、 ｇ５复合 体 、 Ｔ ２ ４ ＭＰ ３
ＭＴ ３ Ｒ Ｃ Ｓ ＢＨ ７ ｖ、 Ｏ ＿７细 胞 由本 实 验 室保 存 ； 真
统感染为主的慢性传染病 。目前全球有 １３ ／ 的人 口 感染 Ｍ０
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
４ 个 ｔ ＮＡ 基 因 ， ５ Ｒ ３个 ｒ ＲＮＡ基 因 和 ２个 ｓａ ｌ Ｒ ｔｂｅ ＮＡ 基 因 。 这些 Ｒ ＮＡ 分 子 是 由特 异 的核 糖 体 Ｒ ＮＡ 操 纵 子 产 生 的 。大
多 数 细 菌 在 ｏｉ ｒＣ附 近 都 有 一 个 或 多 个 ｒ ｒ ｎ操 纵 子 ， ＭＴ 而 Ｂ
Ｈ３ Ｒ ７ ｖ测 序 的 完 成 成 为 继 发 现 结 核 致 病 菌 ＭＴＢ后 的 一 个 里 程 碑 。 随后 ， 床 分 离 株 Ｃ Ｃ ５ １的 全 基 因 组 测 序 亦 告 临 Ｄ １５
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
结核分枝杆菌比较基因组学研究进展
２ ０ １ ３ 年９ 月
科 技 通 报
Ｂ ＵＬ Ｌ ＥＴ Ｉ Ｎ ＯＦ Ｓ ＣＩ Ｅ ＮＣ Ｅ ＡＮＤ Ｔ ＥＣ ＨＮ０Ｌ ０ＧＹ
Ｖｏ １ ． ２ ９ Ｎｏ ． ９ Ｓ ｅ ｐ ．２ ０１ ３
结核分枝杆菌 比较基 因组学研究进展
池水 晶 ， 宝福 凯 ， 柳爱华 乙 。
（ １ ． 昆明医科 大学 病原生物学与免疫 学系 ， 昆明 ６ ５ ０ ０ ３ １ ； ２ ． 昆明医科大学 热带 学研 究所 ， 昆明 ６ ５ ０ ０ ３ １ ； ３ ． 昆明医科大学 生 物化学与分子生物学系 ， 昆明 ６ ５ ０ ０ ３ １ ）
摘
要： Ｈ ３ ７ Ｒ ｖ 全 基因组 测序的完成 ， 使得结核分枝杆菌遗传背景不清的状况得 到改善。随后 ， 结核分
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｗｈ ｏ ｌ ｅ ｇ ｅ ｎｏ ｍｅ ｓ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｈ３７ Ｒｖ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｄ ，Ｓ Ｏ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈｅ ｕｎ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ ｇ ｅ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｂａ ｃ ｋ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｍｙ ｃ ｏ ｂａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｕ ｍ ｔ ｕ ｂｅ ｒ ｃ ｕｌ ｏ ｓ ｉ ｓ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｉ ｍｐｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ．Ｓ ｕ ｂ ｓ ｅ ｑ ｕｅ ｎ ｔ ｌ ｙ ，ａ ｗｅ ａ ｌ ｔ ｈ ｏ ｆ ｂｉ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ
中图分类号 ： Ｒ ３ ７ ８ ． ９ １ 、 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ １ — ７ １ １ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ ０ ４ ０ — ０ ６
《结核分枝杆菌》课件
02
结核分枝杆菌的传播与感 染
传播途径
01
02
03
空气传播
结核分枝杆菌通过感染者 的咳嗽、打喷嚏或大声说 话时产生的飞沫传播给他 人。
接触传播
感染者通过接触其痰液、 唾液等体液，再接触自己 的口、鼻或眼，也可能感 染结核分枝杆菌。
母婴传播
感染结核分枝杆菌的母亲 在分娩时可将病菌传给新 生儿。
感染过程
结核分枝杆菌的毒力与其对宿主细胞的侵袭和破坏能力有关，毒 力强的结核分枝杆菌容易引发疾病。
宿主免疫力
当人体免疫力低下时，结核分枝杆菌容易侵入人体并在体内繁殖， 导致疾病发生。
环境因素
环境中的空气污染、拥挤和通风不良等条件，都可能增加感染结核 分枝杆菌的风险。
病理变化
肺部组织损伤
结核分枝杆菌感染后，肺部组织 会受到不同程度的损伤，出现炎
《结核分枝杆菌》课 件
xx年xx月xx日
• 结核分枝杆菌概述 • 结核分枝杆菌的传播与感染 • 结核分枝杆菌的致病机制 • 结核分枝杆菌的检测与鉴定 • 结核分枝杆菌的防治与控制 • 结核分枝杆菌的研究进展与展望
目录
01
结核分枝杆菌概述
定义与特性
定义
结核分枝杆菌是引起结核病的病 原菌，属于分枝杆菌科的分枝杆 菌属。
部位不同而异。潜伏性结来自感染部分人感染结核分枝杆菌后，不 出现明显症状，但具有潜在的发 病风险。这类人群需要接受预防
性治疗或监测。
04
结核分枝杆菌的检测与鉴 定
检测方法
涂片显微镜检查
通过收集痰液、胸水等样本， 制作涂片后进行显微镜检查， 直接观察结核分枝杆菌的存在
。
培养法
将样本接种在特定的培养基上 ，通过培养观察结核分枝杆菌 的生长情况。
世界卫生组织《结核分枝杆菌耐药相关基因突变目录(第2版)》解读
录-包含高质量$全面的表型耐药相关基因突变列表 行了更细致分层'其根据MN! 对不同药敏试验
及其置信度分级%%%&"但纳入菌株的地理区域代表性 方法的认可程度"将表型药敏试验数据分为7个层
较差"且有关新药和再利用药物耐药相关基因突变 级"前2个层级为使用MN!推荐试验方法得到的
的数据非常有限'因此"MN!于(&(2年修订并发 数据集!MN! 数据集#'第%层级包括根据最新
序的耐药结核病分子诊断技术%%&&'新一代靶向测 #:@5>+,?-5:"SIT##或欧洲核苷酸档案馆数据库
序技术可以通过对临床标本直接检测"实现对十几
的同步更新 !*E>5/A,:SE4.A5?-FAC>4G-PA"*SC#
"
种抗结核药物耐药性的快速判定"但基于目前对部 可以获取更多公开数据'因此"第(版,目录-纳入
9A45:FAF-?-5:5@?GAF")"/'@-*'<.-)"),'50,5 $%&'("&)*+,-.)-(*+&-/'0,0&'.#/*O"5I)3*,+"00'&,"),'5 P,)3I+-@ +*0,0)"5&*-:S5PA+ZA>(&(23JG-94,?,.5BEAFA94>-ZAF+5>A45+/>AGA:9-PA,:F,44E>,?AF>EB;>A9-9?,:4A;>A.,?AFBA:A +E?,?-5:9Z,9AF5:?GA.,>BA9?45..A4?-5:5@+E.?-:,?-5:,. $%&'("&)*+,-.)-(*+&-/'0,045+/.A0-95.,?A9"95,9?5 9E//5>??GAFAPA.5/+A:?,:F-+/>5PA+A:?5@?GA +5.A4E.,>F>EB9E94A/?-Z-.-?H?A9?-:B?A4G:5.5BH3JG-9,>?-4.A
肺结核的结核病菌进化与毒力研究
肺结核的结核病菌进化与毒力研究肺结核是一种由结核分枝杆菌引起的传染病，其致病菌为结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis），也称为结核病菌。
近年来，结核病菌的进化与毒力研究成为了医学领域的热点之一。
本文将就肺结核的结核病菌进化及其与毒力之间的关系进行探讨。
一、结核菌种类及其进化结核病菌主要包括人型结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis），和非人型结核分枝杆菌，如猪型结核分枝杆菌（Mycobacterium bovis）及鸭型结核分枝杆菌（Mycobacterium avium）。
这些结核菌的进化关系复杂。
近年来，通过比较基因组学的研究发现，结核分枝杆菌的起源可以追溯至约7000年前的非洲，随后通过人类迁徙传播到全球各地。
并且，在适应不同环境的过程中，结核病菌经历了多次进化和适应，形成了不同的菌株和亚型。
二、结核菌的毒力与致病机制结核分枝杆菌通过不同途径进入人体后，能够抵御宿主各种免疫反应，逃脱宿主的清除作用。
这些菌株中的某些基因与菌株的毒力密切相关。
通过研究发现，结核菌的毒力主要与其分泌的毒力蛋白（Toxin）以及微核滤泡（Granuloma）的形成有关。
1. 毒力蛋白结核菌分泌的毒力蛋白能够干扰宿主的免疫系统，并且导致炎症反应。
其中最为重要的毒力因子是Cord Factor和ESAT-6蛋白。
CordFactor是一种糖脂复合物，可以引起宿主细胞的凋亡（Apoptosis）和细胞皮质骨架的重组。
ESAT-6蛋白具有免疫抑制作用，并可以溶解宿主细胞。
2. 微核滤泡的形成结核菌感染后，宿主的免疫系统会形成微核滤泡，将菌株包裹在内，并形成一个复杂的病灶结构。
微核滤泡的形成既可以阻止结核菌的传播，又可以为结核病菌提供适宜的生存环境。
研究发现，结核菌通过激活宿主细胞的信号通路，诱导微核滤泡的形成。
并且，部分菌株能够逃脱微核滤泡的杀菌作用，进一步加重病情。
结核分枝杆菌菌体结构
结核分枝杆菌菌体结构
结核分枝杆菌是一种常见的病原体，能够引发结核病，这是一种严重的传染病。
其菌体结构是由多种组分构成，包括细胞壁、细胞质膜、胞内存储颗粒、核糖体和核酸等。
1. 细胞壁
结核分枝杆菌细胞壁是其最为特殊的结构之一。
其细胞壁可以分成两个部分：外层属于负责保护菌株的疏水性覆盖层，这一层明显起到了防御刺激的作用；内层大部分是糖基化脂质层，中间散布有少量其他基础组分。
这一层不仅提供了菌体形态的稳定性，同样还对宿主的免疫反应有一定的影响。
2. 细胞质膜
细胞质膜是结核分枝杆菌内部稳定本体的细胞器之一。
其结构与其他细胞质膜的结构有很大的不同。
在结核分枝杆菌细胞膜上有多种不同的脂质和蛋白质，这些分子不断与菌体上膜上的其他分子之间发生着作用。
3. 胞内存储颗粒
结核分枝杆菌可以在其胞内产生多种类型的颗粒，并将其存放在小分子脂质体中，从而形成颗粒聚集体。
这些颗粒主要包括聚乙二醇、核苷酸、谷胱甘肽和者候式调节剂等多种型号。
这些颗粒能够促进代谢过程和细胞结构的调节。
4. 核糖体
和细胞质膜一样，其核糖体的结构在功能和组成上都各具特色。
核糖体的组成比细胞壁和细胞质膜更复杂。
细胞生长所需的所有蛋白质都是在核糖体上转录得到的，这些蛋白质在进一步的代谢过程中发挥作用。
5. 核酸
核酸是内部稳定体的主要构成成分之一。
结核分枝杆菌的基因组学很难被全面地深入研究，因此对它的这个部分的认知只是浅表地了解而已。
总而言之，结核分枝杆菌的菌体结构是一种复杂的多组分体系。
通过深入研究，可以更好地理解和控制它的生长、传播和治疗。
结核分枝杆菌的分子生物学鉴定
结核分枝杆菌的分子生物学鉴定结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）是引起人类结核病的主要病原体，具有很高的传染性和致死率。
目前，结核病仍然是全球公共卫生问题，尽管已经有了许多有效的治疗方案，但是由于结核分枝杆菌的进化和抗药性的出现，人类与结核病之间的斗争仍然在进行。
结核分枝杆菌的种类很多，据估计约有150种，但其中只有少数能够感染人类。
因此，在进行结核病诊断和治疗时，需要对病原体进行准确鉴定。
传统鉴定方法主要基于形态学、生理化学和生物学特征等方面，但是这些方法往往需要很长时间，且存在误判的风险。
近年来，随着分子生物学技术的飞速发展，结核分枝杆菌的分子生物学鉴定技术逐渐成为一种快速、准确、可靠的鉴定方法。
分子生物学鉴定技术主要包括PCR、脱氧核糖核酸（DNA）序列分析和病原菌基因芯片技术等。
其中，PCR技术是最常用的方法之一。
PCR技术利用特异引物扩增病原体基因（一般选择16S rRNA和IS6110基因），然后通过凝胶电泳分离和检测，可实现对结核分枝杆菌的快速鉴定。
另外，PCR技术也可用于检测结核分枝杆菌的耐药性基因以及特定毒力因子等。
DNA序列分析是一种更加准确的结核分枝杆菌鉴定方法。
它利用PCR技术扩增目标基因，然后将扩增产物纯化、测序，并与基因序列数据库比对，确定结核分枝杆菌的种类和亚型等。
由于M. tuberculosis的基因组序列已经被测定，DNA序列分析对于对结核分枝杆菌的鉴定更为准确和可靠。
病原菌基因芯片技术是一种较新的结核分枝杆菌鉴定方法，它利用在晶片上固定的检测探针，可同时检测数以千计的病原菌基因（包括结核分枝杆菌和其他病原体），并通过计算机软件分析得出结果。
这种技术不仅可用于结核病诊断，还可以用于监测传染病病原体在不同地区的分布、病原体进化、抗药性的形成等方面的研究。
总之，分子生物学鉴定技术为结核病的诊断和治疗提供了更加快速、准确、可靠的解决方案。
结核分枝杆菌分子生物学检测技术介绍
2
交叉引物设计
5’
置换引物
3’ 5’
交叉引物 1
交叉引物 2
5’ 3’
置换引物 5’
BST DNA 聚合酶 具有链置换功能
全封闭式核酸扩增产物快速检测装置
免疫层析显色法技术：核酸检测试纸条包被上特异性的核酸纳米级胶体金颗粒和特 别标记的核酸探针，使扩增后的检测产物和胶体金颗粒结合，在试纸条的检测线 （T线）上显色来检测DNA扩增产物；如果无目标DNA，特异性探针则将无法把扩 增产物与标记物连接，结果无显色。
广州迪澳LAMP
三种LAMP检测试剂盒比较
荣研
华峰
迪澳
样品前处理及 简易装置进行痰标本 手工痰标本液化处理，手工痰标本液化处理，
核酸提取
前处理及核酸提取 煮沸法提取核酸
煮沸法提取核酸
反应温度/时间
67℃/40min
65℃/60min
63℃/30min
操作流程
装置提取核酸后直接 加入到反应管进行扩 增反应。
分子生物学检测技术主要分类
PCR技术：通过控制温度的变化来实现DNA扩增，包括模板变性 （95℃）、 引物杂交（58℃）和DNA合成（72℃） 。
恒温扩增检测技术： DNA在60 ～ 65℃处于动态平衡状态，任何一个引物 向双链DNA的互补部位进行碱基配对延伸时，另一条链就会解离，变成单 链。
闭扩增产物。
产物。
产物。
是
否
是
交叉引物恒温扩增检测（CPA）
模板序列和交叉引物设计
生物素标记探针
5’AGGGACATAACAATGGTATTTGTTGGGGTAATCAACTGTTTGTTACTGTGGTAGATACCACACGCAGTACCAACATGACATTATGTGCATCCGTAACTACATCTTCCACATACACCAATTCTGATTATAAAGAGTACATGCGTCATGTGGAAGAGTATG3’
结核分枝杆菌耐药性的研究
结核分枝杆菌耐药性的研究结核病是一种由结核分枝杆菌 (Mycobacterium tuberculosis) 引起的慢性传染病。
该病在全球范围内广泛存在，尤其在发展中国家中尤为常见。
然而，随着时间的推移，病原体逐渐进化并发生耐药性。
毒菌学家们最近对结核分枝杆菌的耐药性进行了研究，以了解这种病原体的新的抗药性机制。
结核分枝杆菌的耐药性结核分枝杆菌是一种革兰阳性的细菌，存在于气溶胶中，并通过呼吸道被人体吸入。
这种细菌可以耐受抗结核药物，使得病人复发或出现难治的病例。
结核分枝杆菌的耐药性主要分为以下几种类型：1.单药耐药：结核分枝杆菌对一种抗结核药物产生耐药性。
2.多药耐药：结核分枝杆菌对异烟肼和利福平两种药物产生耐药性。
3.极耐药性：结核分枝杆菌对异烟肼、利福平和其中至少一种次级药物产生耐药性。
该病原体的耐药行为是由许多基因突变引起的。
耐药突变可以降低药物与细菌的相互作用，导致药渗透减少或抗菌药物代谢增加等现象。
因此，治疗复杂、费用高昂，对全球公共卫生构成威胁。
结核分枝杆菌的基因组学研究随着基因组学技术的迅速发展，科学家们能够更好地理解结核分枝杆菌获得耐药性的基因机制。
研究现有的截至2010年的稳定基因组序列后，毒菌学家们发现结核分枝杆菌的比较基因组学和基因功能分析有助于了解该菌的新的耐药性机制。
一个主要的发现是，在结核分枝杆菌的基因组中，有一个名为WhiB7的调节因子，它可以在细胞内激活多个下游基因，从而促进细菌对异烟肼的耐药性。
此外，已经证明，哺乳动物宿主中具有抗击结核分枝杆菌的免疫路径（包括干扰素致死和内体消化等）。
结核分枝杆菌的药物治疗研究药物治疗是治疗结核病的主要方法。
第一线药物包括异烟肼、利福平、吡嗪酰胺和乙胺丁醇等。
但是，由于其慢生长率，结核分枝杆菌需要治疗长达6到9个月，而治疗代价昂贵，并且表现出不可预测的耐药性问题。
一些研究表明，与传统药物相比，新开发的抗结核药物更具潜力。
这些药物包括间位卡那霉素（一种耳鼻喉科常用药物）、利福霉素和赛拉奥星等。
结核分枝杆菌基因组学
Mycobacterium tuberculosis IS6110 RFLP DNA Fingerprinting
Spoligotyping
Spoligotyping的方法是根据在结核分枝杆菌 中存在直接重复区域（Direct Repeat DR区）， DR区间的寡核苷酸序列呈多态性而构建的。
结核分枝杆菌的基本特征
H37Rv的全基因组由4 411 529个碱基组 成，大约包括4000个基因，G＋C含量高达 65.6%，表明结核分枝杆菌蛋白质在氨基酸组成 上存在偏向性。H37Rv基因组中基因分布密度 是平均1.1Kb长度有一个基因，这一数值与大多 数原核生物的基因密度接近。与其他快生长的细 菌如枯草杆菌不同的是：H37Rv基因方向没有 明显的偏向性，59%的基因转录方向与复制叉 移动方向相同，而这一数值在枯草杆菌为75%。
每个特定的VNTR位点由两部分组成，即中 间的核心区和外围的侧翼区。核心区含有 至少一个以上称为重复单元的短序列，一 般该重复单元的碱基对数目不变，而串联 在一起的重复单元的数目是可变的。
Chromosome of Mycobacterium tuberculosis Hypothetical Strain X and Genotyping of M. bovis Bacille Calmette–Guérin (BCG), the M. tuberculosis Laboratory Strain H37Rv, and Strain X on the Basis of IS6110 Insertion Sequences and Mycobacterial Interspersed Repetitive Units (MIRUs).
M. tuberculosis genome sequence
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
序列(mycobacterial
interspersed
repetitive
unit,MIRU),直接重复序列(Direct repeat,DR)。
IS6110 RFLP DNA fingerprinting
IS6110属于IS3家族。IS6110是结核杆菌基因组 中最常见的IS序列，也是目前研究比较清楚的 IS序列。在不同株细菌中，IS6110的拷贝数变 化很大，从0个到超过25个，这种差别是利用IS 6110进行菌型鉴定的基础。
Rv1347c – acyltransferase
Rv2238c – AhpE
Pa2754 = Rv1720c
Pa2307 = Rv3735
Pa1218 = Rv0820
What is an operon?
An operon is a set of genes that are:
•located on the same DNA strand
Cole et al. (1998) Nature 393: 537-544
The Structure of DNA
Figure 1. Schematic diagram of sequencing strategy used by the publicly funded Human Genome Project. The DNA was cut into 150 Mb fragments and arranged into overlapping contiguous fragments. These contigs were cut into smaller pieces and sequenced completely.
• coded in the same direction •adjacent to one another
•transcribed/expressed together
Why predict operons? Knowing the operons of a genome helps researchers better understand its organization. If researchers know how one of the genes in the operon functions, they can be confident that the other genes in the operon function in a similar manner. A better understanding of the M. tuberculosis genome will lead to better treatment.
更好的了解疾病的发病机制 开发新型的更为有效的治疗措施
开发或改良疫苗
How to find function?
1. Multiple sequence alignment
• Conserved Asp and Glu residues
2. “Unknowns”
Rv2874 (DsbD) – EM domain
在 H37Rv基因组中已发现约 4000个开放 阅读框，约占细菌编码能力的 91 ％。通过
数据比较，现已确定了约40%的结核杆菌蛋
白的功能；另有44%的蛋白与其他蛋白有相
似性或可以获得其功能相关信息；剩余的
16%的蛋白与其他已知蛋白没有相似性，可 能是分枝杆菌特有的功能蛋白。
为什么要研究基因功能?
M. tuberculosis genome sequence
常用的基因分型技术的遗传学背景
RFLP Spolgotyping
MIRU-VNTR
基因组中的重要的结构序列-- 重复序列
结核杆菌基因组中存在重要的重复序列:插入序列
(insertion sequence, IS)，以及分枝杆菌分散重复
根据结核分枝杆菌基因组中存在插入序列 IS6110的数目和位置不同，利用限制性内切酶 切割IS6110上相应位点并电泳分离，可以得到 类似指纹（Fingerprinting）样的特征性条带， 这些条带被称为IS6110 RFLP DNA指纹，该项 技术为研究结核分枝杆菌基因分型奠定了基础。
Chromosome of Mycobacterium tuberculosis Hypothetical Strain X and Genotyping of M. bovis Bacille Calmette–Gué rin (BCG), the M. tuberculosis Laboratory Strain H37Rv, and Strain X on the Basis of IS6110 Insertion Sequences and Mycobacterial Interspersed Repetitive Units (MIRUs).
结核分枝杆菌的基本特征
H37Rv的全基因组由4 411 52枝杆菌蛋白质在氨基酸组成上存在偏 向性。H37Rv基因组中基因分布密度是平均1.1Kb 长度有一个基因，这一数值与大多数原核生物的 基因密度接近。与其他快生长的细菌如枯草杆菌 不同的是：H37Rv基因方向没有明显的偏向性， 59%的基因转录方向与复制叉移动方向相同，而 这一数值在枯草杆菌为75%。
Figure 2. Schematic diagram of sequencing strategy used by Celera. The DNA was cut into small pieces and sequenced completely. These fragments were organized into contigs based on overlapping sequences.
结核分枝杆菌基因组学
黄 海荣
国家结核病参比实验室
提
纲
一、结核分枝杆菌基因组总论
二、目前一些相关实验室技术的遗传学背景
1 基因分型技术
2 耐药的分子生物学诊断
3 新近的新疫苗、免疫诊断技术\
Genome of M. tuberculosis
MoreThan 4,000 genes Maps of other spp. nearly identical