细菌表面多糖抗原多样性遗传基础及基因功能分析

2012 NO.13CHINA FOREIGN MEDICAL TREATMENT中外医疗细菌表面多糖抗原多样性遗传基础及基因功能分析

朱顺新

(湖南省湘潭市妇幼保健院 湖南湘潭 411104)

【摘要】目的 探讨细菌表面多糖抗原多样性遗传基础及基因功能。方法 分别就大肠杆菌、变形杆菌和肺炎链球菌作为研究对象,对表面多糖抗原基因簇多样性的分子进化和遗传基础进行研究。结论 在形态上,大肠杆菌和志贺氏菌等肠道杆菌细菌类型均具有丰富多样性,以表面多糖抗原为主要表现。对变形杆菌O抗原基因簇在基因组上的位置进行定位,对其位置的多样性进行验证,并对O抗原基因簇进行分析和测序。在对肺炎链球菌进行研究中,有88种为依赖型,运用质谱技术对单糖合成的酶基因进行鉴定,为其生物学特征和动力学参数的研究打下了基础。【关键词】细菌表面多糖化 抗原多样性 遗传基因 基因功能【中图分类号】R4【文献标识码】A【文章编号】1674-0742(2012)05(a)-0013-02【Abstract】Objective To investigate the genetic diversity of the bacterial surface polysaccharide antigen-based and gene function.Methods the Escherichia coli,Proteus,and Streptococcus pneumoniae as a research object, the surface polysaccharide antigen geneclusters of molecular evolution and genetic diversity based research.Conclusion In the form,the bacteria E.coli and Shigella type ofintestinal bacteria are a rich diversity of bacteria to surface polysaccharide antigens as the main performance.Of Proteus O-antigengene clusters in the genome to locate the position,to verify the diversity of its location,and the O-antigen gene cluster analysisand sequencing.In the study of Streptococcus pneumoniae,88 species-dependent,the use of mass spectrometry of monosaccharidesynthesis gene were identified,their biological characteristics and kinetic parameters of the research foundation.【Key Words】Of bacterial surface polysaccharides;Antigen diversity;Genes;Gene function

本次研究针对大肠杆菌、肺炎链球菌和肺炎球菌,对细菌表面多糖抗原多样性遗传基础及基因功能进行分析,旨在为临床微生1 大肠杆菌

大肠杆菌为一种模式生物,是对致病微生物分子机制研究中最为理想的材料,O抗原是噬菌体和宿主免疫识别的靶位点,具有生物界较丰富的多样性,表现在噬菌体和免疫系统的识别[1],另外也是进化过程中压力进行选择的结果,在细菌染色体上,O抗原基因簇是最具多变性的区域,由负责其合成的基因簇遗传学多样性造成,是对细菌分子进行进行研究的理想材料。

相关研究选择14株大肠杆菌O抗原基因簇对其次序进行测试,并与其分子进化结合分析,对O抗原的特异基因在14株大肠杆菌中的表现进行测定,对其中5个罕见的参与单糖合成酶基因进行鉴定,其结果表明,大肠杆菌O抗原扩散机制和呈多样性产生,小肠结肠炎耶尔森氏菌O5与大肠杆菌O97间有属间横向转移发生,大肠杆菌O89和O101之间有横向转移在同源重组介导下的种内发生。血清学证明O123Ⅰ型和Ⅱ型表面抗原结构不同,但O抗原基因簇相同,故不是因O抗原基因簇中的基因导致其抗原的差别,大肠杆菌O117和O17抗原结构的差异要能为糖基转移酶在基因簇中几个碱基的变化导致氨基酸发生改变,进而使酶对不同底物的亲和力降低,产生不同O抗原形式。对大肠杆菌O抗原基因簇分子进化进行分析,表明在不同O抗原基因簇中部分基因有明显的种内同源重组发生,CA基因簇与部分基因的相同基因有种内同源重组现象发生。

在形态上,大肠杆菌和志贺氏菌等肠道杆菌细菌类型均具有丰富多样性,以表面多糖抗原为主要表现,特别是O抗原的多样性,新的多糖基因簇形成是新的表面多糖抗原类型产生的基础,新的多糖基因通常经基因的插入、重排或缺失获得,同一种属内部或不同种属之间抗原基因簇的横向转移是主要的抗原多样性进行扩散的途径,转

座子等插入序列介导和同源重组介导是横向转移的具体方式[2]。2 变形杆菌

变形杆菌属革兰氏阴性细菌的范畴,在人和动物的肠道中、水、土壤腐败有机物中广泛存在,变形杆菌可导致多种继发性感染,为条件致病菌。目前对大部分变形杆菌中的O抗原化学结构已破译,但尚无破译变形杆菌O抗原基因簇的报道,O抗原的分子进化和遗传基础尚还空白。有研究对基因组上变形杆菌O抗原基因簇的位置进行定位,对此位置的多样性进行了验证,并对O抗原基因在5种变形杆菌中的次序进行了测定,经对变形杆菌O抗原基因簇间的大量大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌的O抗原基因簇进行破译,对变形杆菌O抗原的分子进化机制和遗传基础进行分析,另外对O抗原在5种变形杆菌中的特异基因进行鉴定。

研究结果表明O抗原在变形杆菌中的基因簇具有较丰富的多样性,紧密对应其O抗血清型,O抗原在变形杆菌中的基因簇序列对应于其O抗原结构,基因簇在破译后均含有ugd和gla编码糖醛酸的基因,及一个甲基转移酶,和大肠杆菌的O抗原基因簇存在差别,同时发现大肠杆菌O76和变形杆菌047的O抗原基因簇中间存在进化关系,其研究为变形杆菌的分子分型方法打下了基础。

变形杆菌中O抗原大部分已破译,但尚缺乏其遗传基础-O抗原基因簇的研究,对变形杆菌O抗原基因簇在基因组上的位置进行定位,对其位置的多样性进行验证,并对O抗原基因簇进行分析和测序,对变形杆菌O抗原基因簇之间的大量志贺氏菌、大肠杆菌、沙门氏菌的O抗原基因簇通过生物信息学方法进行比较,对变形杆菌O抗原的分子进化机制和遗传基础进行分析,并鉴定其特异基因。结果发现变形杆菌的O抗原基因簇具有一定多样性,且较为丰富,并对应其O抗原血清型,其基因簇序列对应于其O抗原结构,基因簇经破译后均含有编码糖醛酸基因,及甲基转移酶,与大

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物研究提供依据。.com.cn. All Rights Reserved.CHINA FOREIGN MEDICAL TREATMENT 中外医疗

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论 著

者的年龄、肝肾功能等情况及药物的代谢、不良反应及药物间的相互作用来最终选择适合患者的降压药;(4)运动指导:教患者选择适合自身身体状况的运动方法、时间、强度;(5)饮食指导:戒烟、禁饮烈性酒,嘱患者饮食宜低盐、低脂肪、优质蛋白、低胆固醇,并介绍各种日常适合高血压患者的食物。1.3 疗效标准

显效:坐位收缩压下降幅度≥40mmHg;或舒张压下降幅度超过20mmHg或下降≥10mmHg并降到<90mm-Hg。有效:坐位收缩压下降幅度≥32mmHg或;舒张压下降幅度10～20mmHg或下降<10mmHg,并降到正常。无效:未达上述标准。2 结果2.1 有效率

对照组总有效率为68.4%,干预组的总有效率为87.5%,2组总1年后,对照组收缩压下有效率相比差异性显著(P<0.05),见表1)。

降至(145±15)mmHg,舒张压下降至(94±8mm)Hg,干预组收缩压下降至(134±11)mmHg,舒张压下降至(87±10)mmHg,见表2)。2.2 症状疗效

干预组对改善或消除高血压病引起的头痛、头晕、烦躁、头胀、颈强等症状效果更明显些。2组胸片、眼底、心电图、血、尿常规、血钾、钠、肝功能、肾功能等辅助检查有不同程度改变,但均无统计学意义。

2.3 不良反应观察

78例患者在服药过程中,部分病例有易倦、口干;2例有心动过缓,3例有皮疹,3例出汗。在减量或继续服药后,上述反应即减轻3 讨论

本研究的综合干预实际上是一种患者健康教育,其目的就是通过配合这种综合的健康干预以此来达到对血压的理想控制。在对高血压的综合干预操作中要注意以下几方面:(1)各种心理应激因素都可以兴奋交感神经,刺激升血压活性物质的释放,最终导(上接13页)

肠杆菌的O抗原基因簇存在差异[3]。3 肺炎链球菌

肺炎链球菌主要在人类的上呼吸道寄生,在自然界中广泛存在,各年龄组均可发生,是导致发达及发展中国高发病、高死亡的主要致病菌,因肺炎链球菌具有强致病性的特点,对肺炎链球菌采用分子生物学方法进行快速检测十分必要。相关研究对90种肺炎链球菌进行分析,其中为依赖性的占88种,对此88种肺炎链球菌的wzy和wzx基因进行分析,并依据其相似的序列特征分为46组,并把针对各组血清型的特异分子标识进行选择,以建立快速检测肺炎链球菌的分子生物学方法,对检测血清型和肺炎链球菌的芯片进行研究,具有较高特异性,能对致病性肺炎链球菌灵敏、快速、准确的进行诊断,对2种肺炎链球菌荚膜多糖抗原中的单糖进行预测,对参与合成两种单糖的合成酶基因进行鉴定,对合成酶的生化特征和动力学参数进行研究。

在对肺炎链球菌进行研究中,有88种为依赖型,行同源序列检索,并进行分组,选出特异分子标示,对芯片进行研制,并作评价试验,预测出肺炎链球菌2种罕见单糖,运用质谱技术对单糖合成的酶基因进行鉴定,为其生物学特征和动力学参数的研究打下了

基础。4 小结

2012 NO.13CHINA FOREIGN MEDICAL TREATMENT中外医疗所以高血压患者必须避免紧张、焦虑等不良的心理致血压升高[3]。

(2)控制饮食:每状态,保持保持良好的心态和乐观的精神面貌[4]。

天的膳食中要有富含钙质的低脂奶制品,富含维生素及微量元素(3)每位的坚果类食品,富含蛋白质的肉类食品,多食蔬菜水果[5]。高血压患者应根据自己的年龄、身体状况和爱好选择适宜的运动方式,在进行锻炼时应注意循序渐进、持之以恒、量力而行,不宜吸烟有害健康,对高血压患者危害更大,选择过于剧烈的运动[6]。

干预后大部分患者戒烟或吸烟量减少,饮酒超量直接影响血压,一时难以戒酒者,每天饮酒精量应控制在少于20g。

广泛用于治疗高血压的药物,虽能有效降低血压,但可能增加病人其他并发症的危险,剂量越大,这种风险的增加越明显。综合性干预可以减少抗高血压药物的应用剂量,可以最大限度减少药物的不良反应。参考文献

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.com.cn. All Rights Reserved.或消失。

【收稿日期】 2012-03-25

对不同细菌表面多糖抗原多样性基因功能和遗传基础进行分析,在形态上,大肠杆菌和志贺氏菌等肠道杆菌细菌类型均具有丰富多样性,以表面多糖抗原为主要表现。对变形杆菌O抗原基因簇在基因组上的位置进行定位,对其位置的多样性进行验证,并对O抗原基因簇进行分析和测序。在对肺炎链球菌进行研究中,有88种为依赖型,运用质谱技术对单糖合成的酶基因进行鉴定,为其生物学特征和动力学参数的研究打下了基础。参考文献

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【收稿日期】 2012-03-22

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