出血性大肠杆菌O157基因缺失疫苗株的构建及其免疫

出血性大肠杆菌O157感染是重要的新发食物源性传染病,主要致病特征之一是能引起人肠上皮细胞特征性的A/E损伤,A/E损伤主要是由LEE致病岛所编码的毒力因子所引起,ler是LEE致病岛毒力基因群的中心调节基因,对LEE致病岛所编码的毒力因子有正调控作用。O157:H7另一个毒力因子是由整合到染色体上的原噬菌体编码的Stx毒素。以O157:H7 86-24为始发菌株,利用自杀性质粒pCVD442和同源重组的原理构建了O157:H7的ler基因缺失突变菌株（缺失了ler基因中第73-351位的碱基,共279bp）,并利用噬菌体消除技术筛选到消除了编码Stx的原噬菌体DNA的菌株,构建出了O157:H7 ler/stx基因缺失突变弱毒菌株,并对该菌株的Vero细胞毒性、小鼠模型的安全性以及乳鼠的被动免疫保护作用进行了研究。结果表明,O157:H7 ler/stx基因缺失突变菌株丧失了对Vero细胞的毒性作用,并丧失了对实验小鼠的致病性,具有良好的安全性。乳鼠被动免疫保护性实验表明,用该菌株免疫母鼠后,乳鼠通过吸吮母乳可以获得良好的被动免疫保护作用。因此本研究所构建的O157:H7 ler/stx基因缺失突变弱毒菌株可作为预防EHEC O157:H7感染的疫苗候选株,为最终研究制出O157的基因工程菌苗奠定基础。     

大肠杆菌O157:H7的毒力岛与毒力因子的研究进展

大肠杆菌O157:H7是肠出血性大肠埃希菌的主要血清型,能引起人的出血性肠炎和溶血性尿路综合征。大肠杆菌O157:H7致病机制与其毒力岛编码的毒力因子有关,这些毒力岛包括染色体上的LEE岛、前噬菌体上的slt基因、大质粒上的hly、ka tP、espP、toxB、stcE基因。大肠杆菌O157:H7致病机理不是由单一毒力因子所决定,而是多种毒力因子共同作用的结果。     

肠致病性大肠杆菌O45基因缺失疫苗菌株的构建及其免疫原性分析

为得到肠致病性大肠杆菌O45弱毒疫苗候选菌株,以肠致病性大肠杆菌O45为出发菌株, 利用自杀性载体pCVD442和同源重组的原理构建了O45的ler基因缺失突变菌株PEPEC O45(Δler), 并对该菌株的Vero细胞毒性、小鼠模型的安全性以及乳鼠和乳猪的被动免疫保护作用进行了研究。结果表明, O45(Δler)基因缺失突变菌株丧失了对Vero细胞的毒性作用, 并丧失了对实验小鼠的致病性, 具有良好的安全性。乳鼠和乳猪被动免疫保护性实验表明, 用该菌株分别免疫母鼠和母猪后, 乳鼠和乳猪均可通过吸吮母乳可以获得良好的被动免疫保护作用。因此本研究所构建的O45(Δler)基因缺失突变弱毒菌株可作为预防PEPEC O45感染的疫苗候选株, 为最终研制出O45的基因工程菌苗奠定基础。     

非致病性大肠埃希菌能增多大肠埃希菌O157:H7志贺毒素的产生

大肠埃希菌(简称大肠杆菌)O157：H7毒力因子为志贺毒素2(stx2),其基因由温和噬菌体编码,由晚期基因启动子调控表达。stx2的合成与释放需要诱导噬菌体溶菌周期,而且正常肠道大肠杆菌感染了毒素编码的噬菌体就能制造毒素和噬菌体,使毒素水平远远超过病原性菌株本身的产量,作者在体外以及鼠肠道验证了这一假设。     

编码志贺毒素噬菌体的多样性与宿主谱[英]／Shantini D…／／Infect Imnlun．

在美国，每年由大肠埃希菌O157：H7引起的感染报道为73000多病例，疾病表现为水样腹泻、血性腹泻以致出现血尿综合征，其主要致病因子是志贺毒素(Stx)。大肠埃希菌(STEC)如O157：H7产生的Stx有2种：Stx1及Stx2。Stx1与志贺痢疾杆菌产生的志贺毒素基本相同。Stx2与Stx1在氨基酸水平有55％同源性。STEC可产生Stx1或Stx2，或两者都产生，但重症疾病与Stx2有关。Stx是由溶源性噬菌体编码的。Stx2的编码噬菌体有高度多样性，从同一次暴发流行中分离到的O157：H7菌株，     

志贺毒素2型噬菌体ΦMin27的stx2基因突变株构建及其感染特性

[目的]通过构建一株stx2基因突变的志贺毒素2型噬菌体,来观察它对不同血清型大肠杆菌的感染特性.[方法]利用九噬菌体的Red重组系统,将氯霉素抗性基因(cat)插入到大肠杆菌O157:H7 Min27株的stx2基因中,获得O157:H7 Min27的突变菌株Min27(Astx::cat).用丝裂霉素对该突变菌株进行诱导,结合抗性标记和PCR方法筛选出一株突变的志贺毒素2型噬菌体,命名为ΦMin27(△stx::cat).采用双层琼脂平板法和氯霉素抗性筛选的方法,观察ΦMin27(△stx::cat)感染21株不同血清型大肠杆菌后的裂解和溶原转换情况.[结果]2株血清型分别为O 60和O 138的大肠杆菌可以被ΦMin27(△stx::cat)溶原感染,表现出对氯霉素的抗性,但没有形成噬菌斑,而大肠杆菌MG1655株既可以被溶原又可以被裂解.溶原的菌株经丝裂霉素诱导后,能释放出感染性的ΦMin27(△stx::cat)颗粒,并对大肠杆菌MC1061进行裂解形成噬菌斑.[结论]ΦMin27(△stx::cat)可以感染和溶原特定的大肠杆菌,且溶原菌株能释放出原感染性的噬菌体,显示出ΦMin27噬菌体具有携带外源基因在若干不同血清型的大肠杆菌间水平转移的能力,为进一步研究Stx噬菌体的感染机理和志贺毒素表达调控奠定了基础.     

志贺毒素2型噬菌体FMin27的stx2基因突变株构建及其感染特性

【目的】通过构建一株stx2基因突变的志贺毒素2型噬菌体,来观察它对不同血清型大肠杆菌的感染特性。【方法】利用l噬菌体的Red重组系统,将氯霉素抗性基因（cat）插入到大肠杆菌O157:H7 Min27株的stx2基因中,获得O157:H7 Min27的突变菌株Min27(Δstx∷cat)。用丝裂霉素对该突变菌株进行诱导,结合抗性标记和PCR方法筛选出一株突变的志贺毒素2型噬菌体, 命名为FMin27(Δstx∷cat)。采用双层琼脂平板法和氯霉素抗性筛选的方法,观察FMin27(Δstx∷cat) 感染21株不同血清型大肠杆菌后的裂解和溶原转换情况。【结果】2株血清型分别为Ｏ60和Ｏ138的大肠杆菌可以被FMin27(Δstx∷cat)溶原感染,表现出对氯霉素的抗性,但没有形成噬菌斑,而大肠杆菌MG1655株既可以被溶原又可以被裂解。溶原的菌株经丝裂霉素诱导后,能释放出感染性的FMin27(Δstx∷cat)颗粒,并对大肠杆菌MC1061进行裂解形成噬菌斑。【结论】FMin27(Δstx∷cat)可以感染和溶原特定的大肠杆菌,且溶原菌株能释放出原感染性的噬菌体,显示出FMin27噬菌体具有携带外源基因在若干不同血清型的大肠杆菌间水平转移的能力,为进一步研究Stx噬菌体的感染机理和志贺毒素表达调控奠定了基础。     

肠出血性大肠杆菌O157∶H7前噬菌体CP-933Y缺失突变株的构建

目的:利用Red重组系统敲除肠出血性大肠杆菌O157∶H7前噬菌体片段CP-933Y,进而构建CP-933Y缺失突变株。方法:以肠出血性大肠杆菌O157∶H7菌株为模板,加入酶切位点PCR扩增前噬菌体CP-933Y上、下游各600 bp的同源臂序列;酶切后分别连接到p UC19-kan质粒的卡那霉素(包含FRT位点)抗性基因两侧,构建中间是卡那霉素抗性基因标记含有目的基因上、下游同源序列的线性片段;导入含有p KD46质粒的O157∶H7菌株中,利用Red编码的同源重组酶使该片段与目的基因上、下游发生同源重组,卡那霉素抗性基因置换菌株中CP-933Y前噬菌体片段,最后导入p CP20质粒去除卡那霉素抗性标记基因。结果:经PCR及测序验证,O157∶H7菌株中前噬菌体片段CP-933Y被敲除,敲除株与野生株具有相似的生长曲线。结论:构建了大肠杆菌O157∶H7前噬菌体CP-933Y缺失株,为进一步研究前噬菌体CP-933Y的功能奠定了基础。     

江苏某地健康绵羊群产志贺毒素大肠杆菌体内分离株的分子流行病学及致病力

【目的】探讨江苏某羊场健康绵羊体内产志贺毒素大肠杆菌的带菌和流行情况,同时就分离株的致病力和对Vero细胞的毒性作用作了研究。【方法】基于本实验室已经建立的EHEC O157:H7 EDL933W株的stx1、stx2、eaeA、hlyA四个基因的多重PCR检测并配合选择性增菌、平板筛选等方法对STEC进行分离鉴定。【结果】在为期6个月的连续跟踪调查中,共分离到STEC菌株107株,分离率为19.4%(107/550)。分离株属于41种O血清型、62种O:H血清型,未定型(ONT)有22株,粗糙型(OR)1株。其中属于绵羊STEC的优势血清型有O5(2株)、O91(1株)、O103(1株)。本文检测到的优势血清型为O93,stx2阳性菌株的分离率较stx1阳性菌株的分离率高,LD50测定结果表明分离株对小鼠致病力不高,受试的3个分离株均不能致小鼠死亡。对107株stx阳性分离株噬菌斑试验表明,71株阳性菌株携带噬菌体(66.3%,71/109)。受试分离株进行Vero细胞毒性试验,其中有一个菌株stx基因阳性但不能使Vero细胞产生病变。【结论】绵羊是STEC的天然宿主,可健康带菌。虽然STEC分离株对小鼠的致病力较弱,但不能排除其对人类安全的威胁。STEC携带志贺毒素基因并不意味着一定表达志贺毒素,需对志贺毒素的表达及调控机理做进一步的研究。     

8株动物源编码Stx2短尾噬菌体的生物学特性

[目的]对8株源自大肠杆菌O157编码Stx2毒素的噬菌体生物学特性进行研究.[方法]丝裂霉素C诱导8株大肠杆菌O157菌株释放噬菌体,采用PCR作初步鉴定,分离、纯化噬菌体基因组,随机引物法地高辛(DIG)标记stx2基因片段作为探针,对纯化的噬菌体采用Southernblot进行Stx2噬菌体再次鉴定,透射电子显微镜观察纯化的8株Stx2噬菌体的形态特征,通过限制性内切酶图谱分析,确定噬菌体的核酸类型和基因组大小、以及限制性内切酶酶切片段多态性,并分析噬菌体的蛋白质组成特征.[结果]Southern blot证实分离的8株噬菌体为Stx2噬菌体,电镜下观察的各株Stx2噬菌体形态一致,头部均为正六边形,尾部很短,属于短尾噬菌体科,各株噬菌体之间存在相同的蛋白结构模式,基因组为双链DNA,限制性内切酶片段长度表现出一定的多态性,噬菌体的基因组大小从48.0-65.3 kb不等.[结论]来源不同菌株的8株编码Stx2噬菌体均为短尾噬菌体,其蛋白结构模式一致,但基因组具有不同组成.     

Genetic relatedness of a non-motile variant O157 enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) strain and E. coli strains belonging to pathogenic related groups

The study was undertaken to determine the clonal relationship and the genetic diversity among Escherichia coli isolates by comparing a non-motile O157 variant with three O157:H7 EHEC isolates and one O55:H7 enteropathogenic E. coli (EPEC) strain. E. coli strains were characterized by sorbitol phenotype, multilocus enzyme electrophoresis, pulsed-field gel electrophoresis, random amplification polymorphic DNA, and the presence of specific virulence genes (stx, E-hly and LEE genes). Sorbitol fermentation was observed in O157:H- (strain 116I), O55:H7 and O157:H7 (strain GC148) serotypes. stx1 or stx2 and E-hly genes were only detected among O157:H7 isolates. LEE typing revealed specific allele distribution: eaegamma, tirgamma, espAgamma, espBgamma associated with EPEC O55:H7 and EHEC O157:H7 strains (B1/1 and EDL 933), eaealpha, tiralpha, espAalpha, espBalpha related to the 116I O157:H- strain and the GC148 strain presented non-typable LEE sequences. Multilocus enzyme profiles revealed two main clusters associated with specific LEE pathotypes. E. coli strains were discriminated by random amplification of polymorphic DNA-polymerase chain reaction and pulsed-field gel electrophoresis methodologies. The molecular approaches used in this study allowed the determination of the genetic relatedness among E. coli strains as well as the detection of lineage specific group markers.     

Eudragit E100(®) potentiates the bactericidal action of ofloxacin against fluoroquinolone-resistant Pseudomonas aeruginosa

Sorbitol-fermenting Escherichia coli O157:NM (SF O157) is an emerging pathogen suggested to be more virulent than nonsorbitol-fermenting Escherichia coli O157:H7 (NSF O157). Important virulence factors are the Shiga toxins (stx), encoded by stx1 and/or stx2 located within prophages integrated in the bacterial genome. The stx genes are expressed from p(R) (') as a late protein, and anti-terminator activity from the Q protein is necessary for read through of the late terminator t(R) (') and activation of p(R) (') . We investigated the regulation of stx2(EDL933) expression at the genomic level in 17 Norwegian SF O157. Sequencing of three selected SF O157 strains revealed that the anti-terminator q gene and genes upstream of stx2(EDL933) were identical or similar to the ones observed in the E.?coli O111:H- strain AP010960, but different from the ones observed in the NSF O157 strain EDL933 (AE005174). This suggested divergent stx2(EDL933) -encoding bacteriophages between NSF O157 and the SF O157 strains (FR874039-41). Furthermore, different DNA structures were detected in the SF O157 strains, suggesting diversity among bacteriophages also within the SF O157 group. Further investigations are needed to elucidate whether the q(O111:H) (-) gene observed in all our SF O157 contributes to the increased virulence seen in SF O157 compared to NSF O157. An assay for detecting q(O111:H) (-) was developed.     

Complete nucleotide sequence of the prophage VT2-Sakai carrying the verotoxin 2 genes of the enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7 derived from the Sakai outbreak

The enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) O157:H7 strain RIMD 0509952, derived from an outbreak in Sakai city, Japan, in 1996, produces two kinds of verotoxins, VT1 and VT2, encoded by the stx1 and stx2 genes. In the EHEC strains, as well as in other VT-producing E. coli strains, the toxins are encoded by lysogenic bacteriophages. The EHEC O157:H7 strain RIMD 0509952 did not produce plaque-forming phage particles upon inducing treatments. We have determined the complete nucleotide sequence of a prophage, VT2-Sakai, carrying the stx2A and stx2B genes on the chromosome, and presumed the putative functions of the encoded proteins and the cis-acting DNA elements based on sequence homology data. To our surprise, the sequences in the regions of VT2-Sakai corresponding to the early gene regulators and replication proteins, and the DNA sequences recognized by the regulators share very limited homology to those of the VT2-encoding 933W phage carried by the EHEC O157:H7 strain EDL933 reported by Plunkett et al. (J. Bacteriol., p1767-1778, 181, 1999), although the sequences corresponding to the structural components are almost identical. These data suggest that these two phages were derived from a common ancestral phage and that either or both of them underwent multiple genetic rearrangements. An IS629 insertion was found downstream of the stx2B gene and upstream of the lysis gene S, and this might be responsible for the absence of plaque-forming activity in the lysate obtained after inducing treatments.