果蝇免疫研究进展及其感染分枝杆菌的免疫特征

耐药性、持续感染以及与HIV病毒的共感染等诸多因素导致一度得到控制的结核病死灰复燃, 有效控制日益严峻的结核病迫切需要深入认识其致病菌——结核分枝杆菌Mycobacterium tuberculosis的基础生物学特性, 以及宿主相应的免疫控制机理。目前尚无一个动物模型能够同时回答这些关键问题, 而利用多种动物模型有望从不同角度回答上述问题, 普遍认为果蝇Drosophila 是比较理想的研究结核病天然免疫的简易模式动物之一。本文综述了果蝇免疫研究的最新进展, 包括免疫途径及其新成员与负调控子, 重点总结了用海分枝菌杆菌M. marinum、偶发分枝杆菌M. fortuitum和耻垢分枝杆菌M. smegmatis等分枝杆菌感染果蝇的新发现, 其中包括感染期间不诱导抗菌肽表达, 多个宿主因子(如CD36家族成员和ESCRT)参与了应答, 鉴定出具有杀灭分支杆菌作用的β-己糖酰胺酶, 感染期间能量代谢相关基因差异表达等。这些工作为利用果蝇模型快速筛选治疗结核病的新药物靶标和药物先导物提供了思路。     

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。     

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。     

结核分枝杆菌潜伏性感染发生机制的研究进展

结核分枝杆菌是结核病的致病菌,随着全球结核病的再次蔓延及艾滋病的流行,结核分枝杆菌的潜伏性感染日益到重视,本文就该菌潜伏感染动物模型的建立,潜伏性感染中该菌的生物学特性以及潜伏性感染的免疫发病机制等方面的研究进展一综述。     

分枝杆菌枝菌酸合成及其调控

结核病是危害人类健康的重要传染病,每年200多万人死于结核病。耐(多)药菌株的出现、与HIV共感染以及人口老龄化等原因与全球结核病的卷土重来密切相关。枝菌酸是存在于结核分枝杆菌、其他分枝杆菌和许多放线菌的细胞壁中的关键组分,与结核分枝杆菌的致病、毒力和免疫逃避都有关系。枝菌酸在抗结核研究中有着极其重要的地位。结核分枝杆菌枝菌酸的生物合成途径一直是很重要的抗结核药物靶标,异烟肼、乙胺丁醇等抗结核药物都是以此为靶标。深入研究枝菌酸的合成、调控有助于发现更多的药物靶标,为开发结核病控制新措施提供基础。本文综述了结核分枝杆菌枝菌酸的结构与分类、生物合成途径及其调控、作为抗结核药物靶标的前景与应用,以期对枝菌酸有更深入的了解并为新型抗结核药物靶标的发现提供基础。     

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。     

分枝杆菌膜蛋白相关抗结核药物靶标的研究进展

结核病是由结核分枝杆菌引起的慢性传染病。当前结核病耐药等问题愈加严重,基于新靶点的抗结核新药研发也变得尤为重要。分枝杆菌膜蛋白是镶嵌于细胞膜磷脂双层或与脂双层结合的一类蛋白,参与细胞结构合成、物质跨膜转运、催化等重要的生物学功能,并在宿主感染中参与免疫识别、免疫逃逸、毒力因子释放等致病机制。另一方面,膜蛋白具有特定的拓扑结构和细胞定位,药物靶标可及性强,因此膜蛋白是抗结核药物作用的理想靶标。本文就分枝杆菌膜蛋白在细胞壁合成、物质跨膜转运、细菌休眠、细菌与宿主互作及分泌系统相关研究进展进行综述,旨在为抗结核药物研发提供新思路。     

甘露糖结合凝集素基因多态性与结核病的相关性研究进展

结核病的发生是结核分枝杆菌与宿主之问相互作用的结果.并受环境因素影响.人们时结核病的研究重点逐渐转移到其宿主的易感基因上来,其中甘露糖结核凝集素(MBL)基因是当今国内外研究的热点之一.MBL通过结合病原生物表面的甘露糖等糖基受体而直接介导调理吞噬作用和/或通过MBL途径激活补体,在机体的固有性免疫防御中发挥重要作用.本文主要介绍MBL基因多态性与结核病易感性的研究进展.     

黏膜免疫与结核疫苗研发CSCD

结核病是全球重要的传染性疾病之一,在全球范围内保持着较高的发病率和死亡率。卡介苗是目前临床上唯一应用的结核疫苗,虽然对儿童有较好的保护作用,但对成人的免疫保护效果并不明显。研发新的结核疫苗对于结核病的防控具有重要的意义。由于结核病的致病菌结核分枝杆菌主要通过呼吸道传播,机体的黏膜成为抵御结核分枝杆菌的第一道防线。设计稳定高效的抗结核黏膜免疫疫苗是目前结核疫苗研究的新方向之一。选择合适的黏膜免疫途径、佐剂及抗原递送系统是黏膜疫苗研发成功的关键。本文对抗结核分枝杆菌的黏膜免疫应答作简短的概述,并重点阐明黏膜免疫在结核疫苗研发中的研究进展。     

黏膜免疫与结核疫苗研发

结核病是全球重要的传染性疾病之一,在全球范围内保持着较高的发病率和死亡率。卡介苗是目前临床上唯一应用的结核疫苗,虽然对儿童有较好的保护作用,但对成人的免疫保护效果并不明显。研发新的结核疫苗对于结核病的防控具有重要的意义。由于结核病的致病菌结核分枝杆菌主要通过呼吸道传播,机体的黏膜成为抵御结核分枝杆菌的第一道防线。设计稳定高效的抗结核黏膜免疫疫苗是目前结核疫苗研究的新方向之一。选择合适的黏膜免疫途径、佐剂及抗原递送系统是黏膜疫苗研发成功的关键。本文对抗结核分枝杆菌的黏膜免疫应答作简短的概述,并重点阐明黏膜免疫在结核疫苗研发中的研究进展。     

表观遗传修饰在结核病发生发展中的作用

表观遗传学作为生命科学领域的研究热点之一,已有大量的研究证实表观遗传机制在肿瘤、自身免疫疾病等疾病中起着关键作用.表观遗传修饰在结核病中的研究刚刚起步,但已发现表观遗传修饰在结核分枝杆菌、宿主,以及结核分枝杆菌与宿主相互作用中均起着重要作用.表观遗传修饰能通过调控结核分枝杆菌基因表达或调控宿主表观基因组转录和免疫应答来影响结核分枝杆菌的生长和复制,进而影响结核病发生发展和转归.本文将对表观遗传修饰在结核分枝杆菌生长复制以及结核病发生发展中的作用进行综述,为寻找新的药物靶点、研发新型治疗策略提供科学依据.     

结核分枝杆菌的耐药基因及其相关分子机制

结核分枝杆菌原发性和继发性耐药是当前控制和治疗结核病面临的重要问题,随着分子遗传学的发展,已经阐明了结核分枝杆菌耐药的分子基础是染色体的突变,影响了药靶本身或激活了药物前体的细菌酶,造成MTB的耐药。本文主要就MTB对其常用药物的耐药机制展开讨论,以便正确认识MTB对不同药物的耐药机制,建立快速检测耐药结核分枝杆菌基因型的分子生物学方法。     

结核分枝杆菌耐氟喹诺酮类药物的分子机制研究进展

结核病是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)通过空气传播引起人类感染的慢性传染病,耐药结核分枝杆菌的流行是目前结核病防治的世界难题。氟喹诺酮类药物是人工合成药物,应用于耐药结核的临床治疗中,在治疗中起着核心的作用。但近年来,氟喹诺酮类药物的抗性菌株不断出现,愈发增加了结核病治疗的困难与治疗失败风险。在临床中氟喹诺酮药物的靶点比较清楚,是结核分枝杆菌的DNA旋转酶。目前发现结核分枝杆菌耐氟喹诺酮类药物的机制主要包括药物靶点DNA旋转酶的关键氨基酸改变、药物外排泵系统、细菌细胞壁厚度的增加以及喹诺酮抗性蛋白MfpA介导的DNA旋转酶活性调控。其中在氟喹诺酮靶标DNA旋转酶功能活性改变的耐药机制方面,编码DNA旋转酶基因突变一直是研究的热点,但近年来发现DNA旋转酶的调控蛋白MfpA以及DNA旋转酶的修饰在细菌耐药性中起着重要的作用,相关机制还亟待发现。本文综述了当前结核分枝杆菌耐氟喹诺酮类药物的作用机制,旨在为研发精准诊断技术和药物发掘提供科学理论基础和参考。     

结核分枝杆菌的致病机理

结核病仍是全球健康的主要威胁,其致病菌结核分枝杆菌的致闰机理与众不同。脂类代谢在致病中具有重要的作用。巨噬细胞被入侵的细菌修的机理也是研究细菌持续感染致病的重要突破点,研究细菌的致病机理可以为开发新的疫苗和治疗药物奠定坚实的基础。     

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。     

分枝杆菌分泌系统

分泌系统对于具有特殊细胞被膜结构的分枝杆菌,尤其是致病性分枝杆菌的存活和毒力非常重要.不少重要的致病因子或存活因子都通过特定的分泌系统进入环境,包括宿主体内.本文从分泌系统的基因、结构组成、分泌底物、转运机制及其与致病菌毒力的关系等几个方面介绍了分枝杆菌(mycobacteria)通用型分泌系统(general secretion pathway,SecA1)、替代型分泌系统(accessory Sec system,SecA2)、双精氨酸分泌系统(twin-arginine translocation,Tat)和Ⅶ型分泌系统(typeⅦsecretion systems,T7S system or ESX)4种分泌系统,并重点分析了Tat分泌系统.这些知识有利于从分泌系统及其底物的角度揭示结核分枝杆菌等胞内致病菌存活和逃避宿主免疫的机理,将为研发新的结核病控制措施提供依据.     

基于蛋白质组芯片的结核分枝杆菌系统生物学研究进展

近些年全球结核病疫情愈发严重,耐药性结核病使其雪上加霜。一个重要原因是结核病新药的匮乏以及结核分枝杆菌相关基础研究的不足。因此迫切需要开发新的技术以促进结核病系统生物学基础研究,并在此基础上研究新机制,发现新靶标,开发新药物。结核分枝杆菌功能蛋白质组芯片的出现旨在促进结核病相关研究工作。考虑到结核分枝杆菌高毒力、复制周期长和需要在生物安全三级实验室中开展研究等特点和难点,该工具为结核病相关研究人员提供了一个强有力的武器。目前这一技术手段的应用已经使我们对结核分枝杆菌-宿主相互作用、小分子-蛋白结合以及抗生素耐药性机制等关键生物过程有了更深入的了解。为了更好地帮助同行了解这一有效的工具,本文综述了结核分枝杆菌功能蛋白组芯片的几种主要应用,期望同行专家能更好地将其应用于结核病相关的基础研究中。     

碱基切除修复与分枝杆菌基因组稳定性

维持基因组稳定是生物生存的基础。碱基切除修复(base excision repair,BER)是修复损伤DNA、维持基因组稳定的主要方式之一。碱基切除修复对结核分枝杆菌等胞内致病菌尤其重要。fpg编码碱基切除修复的关键酶。本文通过比较分枝杆菌的基因组,发现结核菌较其他非致病分枝杆菌具有更多的碱基切除修复基因。这提示碱基切除修复可能对结核菌在宿主体内存活和致病至关重要。这条途径也许是新结核病药物研发的重要靶标。     

耐药结核分枝杆菌的适应性代价与补偿性进化

结核病耐药率的攀升是目前全球结核病防控面临的重大挑战。结核分枝杆菌主要通过其基因组中耐药相关基因发生点突变而获得耐药性。由于耐药相关基因通常具有重要的生理功能,其突变往往会导致结核分枝杆菌自身适应性下降,即产生“适应性代价”。然而,耐药结核分枝杆菌可通过进一步积累其他特定突变来回复其适应性,这种能使其适应性上升的突变称为“补偿性突变”。耐药结核分枝杆菌的补偿性进化被认为是耐药结核病广泛传播与流行的生物学基础。近年来,在结核病分子流行病学和基础研究领域,针对耐药结核分枝杆菌的补偿性进化开展了大量研究。本文从结核分枝杆菌的耐药分子机制、耐药突变的适应性代价与补偿性进化,以及补偿性进化如何影响耐药结核病传播等方面,综述耐药结核分枝杆菌补偿性进化的研究进展。     

结核分枝杆菌耐药性的分子生物学研究进展

结核病一直是世界性问题,我国其发病情况尤为严重,是亚洲的第二大结核病发病国家。结核病治疗方面常使用抗生素作为首选药物,随着抗菌药的滥用,结核杆菌对多种抗菌药产生耐药性,结核病耐药患者增多,治疗难度增加。因此,结核杆菌耐药分子机制的研究更加重要,新型抗结核药物研制更加迫切。结核分枝杆菌的基因突变是引起耐药的主要分子学依据,因此基于结核分枝杆菌耐药性相关基因的深入探索,对于预防结核病的传播及治疗皆具有深远影响。本文从分子生物学角度分析了近年来结核分枝杆菌耐药性产生的原因及相关研究进展。