结核分枝杆菌感染动物模型的研究进展

人类结核病位居单一病原引起死亡的严重传染病之首,结核分枝杆菌是其主要病原.尽管结核分枝杆菌可引起许多种动物感染并患病,但人类是其主要宿主.动物模型作为研究人类疾病的标准化工具,虽然不能完全模拟人类结核病的整个过程,但可成为研究结核病的有用工具,有助于研究其发病机制、治疗过程及宿主对病原的免疫病理学反应.由于不同种类动物...     

结核分枝杆菌持续感染相关基因及其调控网络分析

结核分枝杆菌是结核病的致病菌, 也是迄今最成功的人类致病菌之一. 结核分枝杆菌能逃避宿主免疫攻击, 在人体内持续感染或呈休眠状态. 当人体免疫功能低下时, 持续感染或休眠的致病菌可能被重新激活. 结核分枝杆菌的持续感染是制约结核病控制计划成功的主要障碍之一. 揭示结核分枝杆菌持续感染的分子机制、寻找其中薄弱环节、发现适当的药物靶标并开发全新药物及免疫干预措施, 被认为是遏制结核病蔓延的关键. 结核分枝杆菌持续感染和再激活是众多基因协同的系统适应过程. 本文在全面分析全球结核分枝杆菌持续感染相关基因研究文献的基础上, 通过文本挖掘, 综合本实验室前期研究结果, 提出了结核分枝杆菌持续感染相关基因的调控网络, 为揭示结核分枝杆菌持续感染的机制, 筛选控制结核病的新靶标和免疫干预节点提供研究基础.     

生长环境对结核分枝杆菌胁迫作用的研究进展

高传染性结核病是由结核分枝杆菌引起的慢性消耗性疾病,病死率较高,备受全球关注。结核分枝杆菌是一种胞内寄生菌,通过呼吸道感染宿主,感染期间寄居肺部形成肉芽肿。肉芽肿或者免疫系统施加的环境压力,比如低pH、缺乏营养(缺铁)、缺氧等使结核分枝杆菌进入休眠状态,从而影响结核分枝杆菌的正常生长和抗生素的疗效。结核病治疗周期长,易产生耐药性,因此迫切需要研发新的药物以提升治疗效果。本文通过3个主要具有胁迫作用的生长环境因素综述了近年来发现的结核分枝杆菌相关调控因子和药物新靶点,为疫苗研究及新药物设计提供理论基础和研究依据。     

海分枝杆菌-斑马鱼模型的抗结核研究进展

斑马鱼(Danio rerio,Zebrafish)模型是研究宿主-病原体相互作用的有力平台。因为其光学透明特性,斑马鱼幼虫感染模型有利于探索在活脊椎动物体内实时观察海洋分枝杆菌(Mycobacterium marinum, M. marinum)感染的早期阶段的发病机制。此外,斑马鱼幼虫免疫系统提供了探索海洋分枝杆菌与宿主免疫作用机制的条件。还因斑马鱼发育周期短、繁殖产量高、饲养条件低而备受欢迎,而海分枝杆菌因其实验环境要求低,基因相似性与结核分枝杆菌高而作为研究结核的备选细菌。因此,斑马鱼-海分枝杆菌感染模型的使用成为揭示结核病发病机制并研发药物的有效途径之一。     

斑马鱼-海分枝杆菌模型研究对结核病致病机理的启示

全世界约三分之一的人口感染过结核分枝杆菌,其导致的结核病仍然是全球公共卫生的严重威胁。结核菌是典型的胞内致病菌。结核菌的致病性与其成功逃避和利用宿主免疫应答等密切相关。控制结核病需要深入了解致病菌和宿主之间的相互作用。不同的动物模型是揭示致病菌-宿主相互作用的关键。海分枝杆菌-斑马鱼模型是最近才得以发展并获得了不少新见解的研究系统之一。本文总结了该模型揭示的海分枝杆菌毒力因子Erp、Esx-1、pmiA、Mel1和Mel2、KasB等,以及该模型的优缺点。这些结果为大动物模型研究和深入了解结核分枝杆菌感染人体的致病机理提供了线索。     

结核分枝杆菌毒素-抗毒素系统与生物膜

结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)是引起结核病的病原菌。其处于持续生存的休眠状态时,可导致长期无症状感染,称为结核潜伏感染。研究显示,结核分枝杆菌染色体中存在大量 “毒素-抗毒素系统”(toxin-antitoxin system,TAS),某些TAS在潜伏感染中发挥作用,可调节细菌生长和诱导细菌进入休眠状态;某些TAS参与生物膜形成和应激反应,但其影响生物膜形成的机制尚未阐明。生物膜中的结核分枝杆菌对多种抗结核药物耐药,且能抵抗宿主免疫系统防御;休眠状态的结核分枝杆菌对抗结核药物通常也是耐受的,给结核病治疗带来了巨大挑战。本文就近年来结核分枝杆菌TAS与生物膜的研究及抗结核药物对生物膜形成的影响进行综述。     

结核分枝杆菌酸抗性基因及其调控网络

病原菌在宿主细胞内的持留分子机理是目前研究的热点和难点。病原菌的抗酸能力与此密切相关。结核分枝杆菌感染导致的结核病仍然是全球公共卫生的重大威胁,这与结核分枝杆菌抗酸并在宿主巨噬细胞内持留有关。结核分枝杆菌抗酸主要通过调控质子进出、代谢调控胞内酸碱平衡和双组份信号系统调控。本文综述了结核分枝杆菌在酸胁迫下的整体调控网络,阐述了在酸性环境中结核分枝杆菌的具体调控机理,旨在为持留结核分枝杆菌的治疗提供新的全局性思路,寻找新的结核病防控靶标。     

结核病动物模型研究进展

结核病是由结核分枝杆菌感染引起的传染病,是危害人类健康的主要传染病之一。动物模型已经成为研究人类传染病的标准化工具。虽然对于结核分枝杆菌而言并没有真正意义的动物资源,但由于不同种类的动物,对分枝杆菌的敏感性不一样,因此可以成为结核病研究的有利工具。结核病最常用的实验动物模型包括小鼠、兔和豚鼠。每种动物有其自身特点,但并不能完全模拟人类疾病。通过建立结核病的动物模型,可以大大增加我们对疾病的病因、毒力和发病机制的理解。除了这三种模型外,非人灵长类也常被用于结核病的研究。本文总结了这几种结核病模型的研究状况。     

结核分枝杆菌诱导IFN-β产生在免疫调控中的作用

结核分枝杆菌是导致结核病的病原体,也是影响全球数百万人健康的病原体之一。机体中多种模式识别受体(pattern recognition receptor,PRR)可识别入侵的结核分枝杆菌,如DNA和RNA传感器,从而激活天然免疫系统并诱导干扰素-β(interferon-β, IFN-β)产生。虽然IFN-β是先天抗病毒应答的主要效应因子,但其在结核分枝杆菌感染中的作用仍具有争议。结核分枝杆菌感染诱导的IFN-β产生可以促进细菌生长,并增强细菌在宿主中的存活率,但用IFN-β处理细胞后再感染结核分枝杆菌,则可增强抗菌作用,保护宿主。因此,本综述将重点关注可识别结核分枝杆菌并诱导的IFN-β产生的PRR及其下游信号通路,并着重探讨IFN-β在介导结核分枝杆菌调控免疫功能中的作用,尤其是IFN-β与IL-1β之间的相互抑制性调节,旨在为进一步揭示结核分枝杆菌致病机制及结核病治疗药物研发提供新思路。     

耐药结核分枝杆菌潜伏-复发感染动物模型的研究进展

潜伏结核感染(latent tuberculosis infection,LTBI)复发是新发结核病的主要来源,其中耐药结核病所占比例较大,使耐药LTBI复发的防控成为结核病研究的重点。耐药结核分枝杆菌潜伏-复发感染动物模型是开展耐药结核病防控相关机制研究、抗耐药结核分枝杆菌药物和疫苗研究的基础。目前耐药结核分枝杆菌感染动物模型缺乏,而已有的结核分枝杆菌标准株H37Rv潜伏-复发感染模型存在缺陷,如小鼠模型的潜伏期荷菌量偏高、复发期变异大,而猴模型的潜伏期和复发期不可预测。模型的可控性差使其应用困难,且缺乏可用的免疫学评价指标,导致远期复发无法预测。因此,基于现有H37Rv潜伏-复发感染动物模型的制备方法,展望耐药结核分枝杆菌潜伏-复发感染动物模型可能存在的缺陷,通过选用新的抑菌剂和诱导剂,制备有稳定潜伏期、潜伏时长适中、复发起点和复发水平变异小的动物模型,是未来耐药结核分枝杆菌潜伏-复发感染动物模型研究的方向。     

结核分枝杆菌抗原检测研究进展

结核病仍然是一个严重的全球性公共卫生问题,有效控制结核病的障碍在于缺乏早期、准确的诊断方法。机体受到结核分枝杆菌感染后,体内首先出现的是结核分枝杆菌特异性抗原。因此,结核分枝杆菌抗原检测作为结核病早期诊断的方法可能具有很高的诊断价值。我们简要综述了结核分枝杆菌抗原检测的相关研究进展。     

Lessons from experimental Mycobacterium tuberculosis infections

Mycobacterium tuberculosis is the cause of enormous human morbidity and mortality each year. Although this bacterium can infect and cause disease in many animals, humans are the natural host. For the purposes of studying the pathogenesis of M. tuberculosis, as well as the protective and immunopathologic host responses against this pathogen, suitable animal models must be used. However, modeling the human infection and disease in animals can be difficult, and interpreting the data from animal models must be done carefully. In this paper, the animal models of tuberculosis are discussed, as well as the limitations and advantages of various models. In particular, the lessons we have learned about tuberculosis from the mouse models are highlighted. The careful and thoughtful use of animal models is essential to furthering our understanding of M. tuberculosis, and this knowledge will enhance the discovery of improved treatment and prevention strategies.     

复治肺结核患者结核分枝杆菌L型培养结果分析

目的：了解复治肺结核患者的结核分枝杆菌L型培养情况,探讨结核分枝杆菌L型阳性与耐多药的关系。方法：选择180例肺结核患者的痰标本进行结核分枝杆菌培养和结核分枝杆菌L型培养,同时对110例复治组中培养阳性的标本行耐药监测。结果：复治组的L型阳性率为43．6％,初治组的L型阳性率为15．7％,复治组显著高于初治组（P〈0．01）;菌阳复治组的L型阳性率50％,菌阴复治组的L型阳性率39．4％,菌阳组明显高于菌阴组（P〈0．05）;L型菌阳性患者的耐药率显著高于L型菌阴性组（P〈0．05）。结论：结核分枝杆菌L型阳性是引起结核病复发、耐药的重要原因;MDR-TB与结核分枝杆菌L型感染有关。     

抗结核分枝杆菌RpfB结构域单克隆抗体的制备及鉴定

目的:制备抗结核分枝杆菌Rpf B结构域单克隆抗体。方法:将p PRO-EXHT-Rpf B domain原核表达载体接种于大肠杆菌DH5中,用IPTG诱导表达Rpf B结构域蛋白,以纯化的Rpf B结构域蛋白作为免疫原,皮下包埋免疫小鼠3次,每次间隔2周;分离小鼠的脾细胞,与Sp2/0细胞融合,克隆化制备抗Rpf B结构域单抗,ELISA检测其效价,鉴定其特异性和相对亲和力,观察制备的抗Rpf B结构域单抗对Rpf家族其他蛋白的识别能力及其对结核分枝杆菌和藤黄微球菌的生长抑制作用。结果:制备了3株抗Rpf B结构域单抗,特异性高,亲和力较强,均能特异性识别Rpf B结构域。经小鼠腹腔注射制备腹水并纯化,获得了较高纯度的单抗,所制备的抗Rpf B结构域多肽的单克隆抗体可以识别多种Rpf样蛋白及其结构域蛋白。在抗体滴度为1∶1000时可有效抑制Rpf B结构域对结核分枝杆菌H37Ra和藤黄微球菌的生长促进作用,提示抗Rpf B结构域单抗可能会抑制进入机体内生长停滞或潜伏感染的结核分枝杆菌的再次激活,可能具有预防隐性感染复发的作用。结论:抗Rpf B结构域单抗的制备为进一步研究Rpf B结构域的生物学和免疫特性提供了实验工具。     

结核病实验诊断技术

结核病诊断一直是控制结核病疫情的关键,快速准确、敏感特异、简便低廉的诊断方法是目前迫切需要的.从结核分枝杆菌快速诊断噬菌体法、AMPLICOR(R) MTB试验、Gen-Probe分子生物学诊断方法到T-SPOT.TB和QuantiFeron-Gold Test免疫学检测方法,结核病实验诊断方法在不断改进和完善.近年来...     

Direct and simultaneous identification of Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) and Mycobacterium tuberculosis (MTB) by rapid multiplex nested PCR-ICT assay

The Mycobacterium tuberculosis (MTB) shows different virulence and host infection range from other members of the M. tuberculosis complex (MTBC). Differential identification of MTB from MTBC is thus important in certain occasions. The currently commercially available molecular assays which use either IS6110 or 16S rDNA fragment as identification targets are mainly designed for identifying MTBC but not for MTB. Comparative genomic DNA analysis has provided valuable information on regions of difference (RD) present in MTB but not in other members of the MTBC. RD9 region is further suggested to be a potential target for differential identification of MTB from MTBC. In this study, using IS6110 and Rv3618 (belong to RD9) as the specific identification targets for MTBC and MTB, respectively, we developed and tested a multiplex nested PCR-ICT (immuno-chromatography test) assay for simultaneously and directly detecting not only MTBC but also MTB from 1500 clinical sputum specimens. The results were compared with traditional culture and biochemical identification results together with patients' clinical assessments. This assay showed a 95.5% sensitivity, 97.9% specificity, 2.1% false positive rate and 4.5% false negative rate towards detection of MTBC, and a 93.0% sensitivity, 99.8% specificity, 0.2% false positive rate and 7.0% false negative rate for detection of MTB. This detection system shows great potential in clinical application.     

Mycobacterium tuberculosis senses host-derived carbon monoxide during macrophage infection

Mycobacterium tuberculosis (MTB) expresses a set of genes known as the dormancy regulon in vivo. These genes are expressed in vitro in response to nitric oxide (NO) or hypoxia, conditions used to model MTB persistence in latent infection. Although NO, a macrophage product that inhibits respiration, and hypoxia are likely triggers in vivo, additional cues could activate the dormancy regulon during infection. Here, we show that MTB infection stimulates expression of heme oxygenase (HO-1) by macrophages and that the gaseous product of this enzyme, carbon monoxide (CO), activates expression of the dormancy regulon. Deletion of macrophage HO-1 reduced expression of the dormancy regulon. Furthermore, we show that the MTB DosS/DosT/DosR two-component sensory relay system is required for the response to CO. Together, these findings demonstrate that MTB senses CO during macrophage infection. CO may represent a general cue used by pathogens to sense and adapt to the host environment.     

结核杆菌潜伏感染小鼠模型的制备及其评价指标

目前对于结核分枝杆菌进入潜伏期的机制以及再激化的原因知之甚少,一个重要的原因是缺乏潜伏感染(LTBI)动物模型,完整的LTBI模型应包括两种类型,一是低剂量荷菌的持续性感染模型,另一种为潜伏感染模型,即Cornell模型的改进型。综合使用柯氏量表评分、脾肺荷菌数、诱导的IFN-γ和TNF-α水平、组织中IL-10和IL-4的表达、脏器中特异性抗原负荷以及激素诱导TB复发的时间、潜伏感染相关基因的表达水平等指标可以比较准确、客观、特异性的评价小鼠LTBI模型的反应性。