表征抗菌药物抑菌动力学的等效线药敏试验方法

以抗菌药物作用浓度与时间对抑菌率的协同作用,改进通行的药敏试验方法.采用Bioscreen全自动生长曲线分析仪,在线测定连续时间、连续固定浓度抗菌药物作用下禽致病性大肠杆菌BBZ6-3g在MHB中生长量(A600),建立了抑菌动力学检测体系.用Sigma plot构建以相对抑菌率RBR=1-At-i/At-0对抗菌药物浓度和作用时间的等效线图.等效线图全面地反映了药物浓度和时间对抑菌量的影响过程及趋势,兼具二维曲线的量化和三维曲面的直观特点,而且RBR通过归一化处理,消除了细菌群体的自然增殖的本底、不同接种量、不同抗菌药物的差异影响,可以直接比较不同抗菌药物的抑菌率,专门比较浓度和时间对抑菌率的影响.抑菌作用本质上是抗菌药物抑制细菌对营养物质的利用效率和程度,与细菌死亡是不同但是相关的过程.0.5 RBR为传统的目测最低抑菌浓度(MIC),以此为界,等效线图可以直观地分为3部分:分化区(0.5纵向等效线以左,全部浓度)、生长区(0.5以上的等效线)、抑菌区(0.5纵向等效线以右延伸且0.5以下的等效线).分化区边界时间在100~300 min,因此传统的药敏试验以8~12 h的终态来判断抑菌率,确定MIC是可靠的;抑菌区和生长区之间的等效线疏密,实际上是浓度依赖性和时间依赖性的依据.抑菌动力学检测体系和反映RBR的等效线图,改良了传统药敏试验方法,有望分析不同接种量对抑菌率和菌群变异的影响、不同浓度的抗菌药物后效应(PAE),比较不同菌种或不同抗药性水平菌株的抑菌动力学.     

动态分析抗菌作用的新方法

最低抑菌浓度(MIC)是表征抗菌药物对细菌生长抑制最终效应的常规方法,不能描述抑菌作用的时间过程,药敏试验也不适用于高抗药性水平菌株的治疗方案确定.因此本文提出了一个普适性的新药敏试验方法.不同接种量的质控菌株Escherichia coli ATCC 25922和临床高抗药性水平菌株E.coli BBZ在不同系列浓度的6种抗菌药物(环丙沙星、氨苄西林、头孢噻呋、阿米卡星、硫酸黏菌素和多西环素)作用下,37℃下培养1200 min,连续检测时间序列点的光密度值A600作为反应变量,以相对抑菌效应(RIE=((a.b)/a)×100%)表征抑制效应,进而用等效线图表征药物浓度和时间协同抑制效应的动态过程,量化了浓度依赖型和时间依赖型,细化不同菌株对药物敏感性的差别.由此得到,达到最大抑制效应时,需要的最低药物浓度和时间,以及增大药物浓度或延长反应时间对抑制效应的影响,这正是临床用药最需要的信息.此外,大接种量下最大抑菌效应很低,表明不适合治疗.本方法为防治高抗药性菌株感染提供了药敏试验方法,也有益于促进新药研发药敏检测方法的改进.最后提出适于临床应用的、快速定性显示药物敏感性的方法的建议.     

肿瘤新生血管及分子靶向治疗新策略

肿瘤血管靶向治疗是基于肿瘤新生血管与正常血管的不同,药物专一识别并阻断肿瘤新生血管,使肿瘤细胞“饿死”,而不影响正常细胞。从1971年Folkman提出“饿死肿瘤”的假说到2004年第一个血管靶向药物上市,记载着30多年领域发展的传奇经历。当今,肿瘤血管已成为生物医学和临床研究的热点,新的发现层出不穷。该文重点介绍肿瘤血管新靶点、新机制、新药物与未来发展。     

多组分植被方向反射系数的解析计算模型

基于植被介质中的辐射传输理论和几何光学原理,提出了一个计算非随机、多组分植被多波段、多角度反射光谱的综合解析模型.此模型以作者以前建立的叶冠层模型和多组分模型为基础,通过对任意空间取向植被组分对冠层“热点”效应贡献的定量计算及在多次散射系数的估算中考虑冠层所有组分的作用,全面、深入地概括了植被冠层的多种组分以及它们的几何结构和光学性质的空间变化对植被多角度反射光谱的影响。模拟与实测结果的比较得出:模型基本上能抓住多组分植被反射光谱的角度分布特征,模拟出叶冠层模型所不能得到的自然植被方向反射系数和冠层“热点”效应的非对称性分布.模型的模拟结果表明,冠层“热点”效应在冠层组分的平均倾角约20°时达最大,然后随平均倾角的增大,“热点”效应明显减弱.     

用线性梯度平板准确测定药物敏感性和分离抗药性菌株

菌群在药物的最低抑菌浓度附近的动力学过程是抗生素药理学研究的核心问题.建立一种能确定精确的MIC且又能准确分离抗药性菌株的方法,是目前临床对药敏实验新的要求.根据Fick扩散定律制备了线性梯度平板：将15mL含适当浓度恩诺沙星的琼脂培养基在9cm培养皿中倾斜凝固,刚好覆盖整个平板底面,然后水平放置,再在其上层加入同样体积的无药琼脂培养基,凝固12h后,药物浓度达到扩散平衡而呈均匀连续线性梯度.通过实测验证药物浓度在平板表面呈线性梯度分布.将待检E.coli菌群均匀涂布在梯度平板上,培养12h后,随恩诺沙星浓度提高依次形成连续密集小菌落区和离散大菌落区,根据两区域的分界线可以确定菌群自然形成的真实的MIC,与常规药敏实验方法测定结果一致.大菌落重新涂布高梯度平板,分界线显著上升,并检测出抗药性基因突变,表明该方法很容易筛选出菌群中的抗药性菌株.梯度平板可以方便地呈现整个菌群在MIC附近的动力学过程和遗传生理变化,并预警该抗生素使用后可能出现的抗药性,从而指导临床抗菌药物的选择和使用.     

亮剑——蛋白质组学在中国

在“十一五”结束之年, 应《中国科学: 生命科学》编辑部邀请, 组织此次中国蛋白质组学专刊, 回顾我国蛋白质组学发展历程, 展示我国蛋白质组学最新成果, 同时为我国生命科学“十二五”的发展提供借鉴.

蛋白质组学是一门新兴但发展迅速的学科. 1994年, 蛋白质组概念的提出加速了蛋白质组学的凝聚和发展, 国际上主要发达国家和地区自此纷纷加大对蛋白质组学的支持力度, 蛋白质组学成为各强国科技角力新的“战场”; 至1997年, 国际蛋白质组研究已呈现蓬勃发展的势头. 我国在政府的大力支持下, 紧随其后, 较早开展了蛋白质组研究, 并迎头赶上. 过去的十余年间, 我国的蛋白质组学研究经历了最初的草创(仅少数几家单位的零星队伍), 到迅速发展、壮大, 继而走向世界, 并终于进入国际蛋白质组学研究领先行列的发展历程. ......     

蒜油对MRSA菌株的抗菌作用及作用机制研究

目的研究蒜油对MRSA菌株的抗菌作用及其作用机制,为治疗MRSA菌株感染提供实验依据。方法纸片法药敏试验测抑菌环直径,微量稀释法测其最低抑菌浓度(MIC),酶标仪测定不同时间MRSA菌株生长A640值,革兰染色镜检观察蒜油对MRSA菌株细胞壁的影响,SDS-PAGE凝胶电泳分析蒜油对MRSA菌株蛋白的影响。结果蒜油对MRSA菌株具有明显抗菌作用,其MIC和MBC分别为10mg/mL和20 mg/mL;1/2MIC和1MIC的蒜油作用MRSA菌株后,菌株生长曲线平缓,无对数期;且其对对数期细菌有明显杀菌作用;蒜油对MRSA菌株细胞壁无明显影响,凝胶电泳分析有特征条带出现。结论蒜油对MRSA菌株具有明显抗菌作用,其杀菌机制与蛋白合成有关。     

鸣叫雄蝉的听觉反应及其与发声的内源关系

黑蚱蝉 (C .atrata Fabr.)的静息雄蝉对 70dB(SPL)左右的刺激声脉冲反应的听神经复合动作电位 (简称“听神经电位”)的潜伏期和幅值分别平均为 ( 3 .92±0 .2 8)ms和 ( 0 .32± 0. 2 2 )mV ,鸣叫雄蝉虽对外部刺激声脉冲基本无反应 ,但对耦合在刺激声脉冲中的叫声脉冲有敏感反应 ,听神经电位的潜伏期和幅值分别为 ( 4 .1 6±0 .43)ms和 ( 0 .46± 0 .2 5 )mV .鸣叫雄蝉听神经电位前的负电位表征了发声与听觉神经回路之间存在内源联系 .     

生物膜中不同种属微生物的交流与合作

自然界中的微生物可附着于载体表面形成高度组织化、系统化的微菌落膜性聚合物, 即生物膜. 与浮游状态的微生物不同, 生物膜中不同种属微生物进行着复杂的交流与合作, 产生“1+1>2”的非线性相互作用, 从而使生物膜在整体上表现出一系列新的生物学特征. 生物膜给人们的生活生产带来很多不利的影响, 如引起顽固性感染性疾病威胁人类健康、破坏输水管道系统导致工业损失等; 但另一方面, 生物膜也可发挥积极作用, 如降解污染物修复环境, 形成生物屏障保护生态等. 如何认识生物膜、如何趋利避害使生物膜造福于人类已成为当今世界多领域关注和研究的重要课题. 从生物膜的形成、代谢产物与信号分子、水平基因转移及其与外界环境的关系等方面对生物膜中交流与合作的研究进展及意义进行了综述, 并提出应从“微生物组学”的高度整体认识生物膜.     

大肠杆菌群体的生理异质性对药敏实验的影响

E. coli CVCC249分批培养的过程根据菌群瞬时生长速率的变化分为加速生长期、恒速生长期、减速生长期和衰亡期4个阶段. 各阶段分别取样, 测定抗生素浓度-杀菌曲线(concentration- killing curve, CKC), 结果表明菌群的生理异质性导致菌群个体间的药物敏感性不同, 总体呈现正态分布. 检测表明各阶段中菌群的核酸、蛋白质含量和脱氢酶活力都有明显差别, 这种生理异质性导致各阶段菌群对药物敏感性的差异. 以加速生长期菌群的CKC曲线为参照, 对于庆大霉 素, 恒速生长期和衰亡期菌群敏感性增强; 对于恩诺沙星恒速生长期反而减弱, 其他阶段差别不大. 这是常规药敏实验方法难以显示的, 表明对不同生理状态菌群的药敏实验测定结果可深入反映出药物的杀菌机理. 这有助于常规药敏实验方法的改进, 并可为抗菌药物的合理使用提供理论支持.     

肿瘤特异表达的单纯疱疹病毒胸苷激酶基因对人肺腺癌的实验治疗

利用CEA(癌胚抗原)只在肺腺癌中表达,而不在正常肺组织中表达的特点,构建了由CEA启动子控制的单纯疱疹病毒胸苷激酶基因(HSV-TK)的逆转病毒载体(pCEATK),然后将pCEATK导入表达CEA的人肺腺癌细胞GL和不表达CEA的HeLa细胞,在体内外观察了Ganciclovir(GCV)的治疗效果和“旁观者效应”.结果表明pCEATK只在表达CEA的肺腺癌GL细胞中特异表达,而不在HeLa细胞表达;GL的pCEATK转染细胞对GCV的敏感性增加了992倍,在裸鼠体内GCV也可以明显抑制GL转染细胞的生长,并有明显的“旁观者效应”现象;而HeLa的pCEATK转染细胞体内外对GCV的敏感性没有明显变化.这提示由CEA启动子控制的HSV-TK的逆转病毒载体对表达CEA的人肺腺癌的基因治疗可能是治疗人肺腺癌的有效方法.     

荷花“重瓣化”的花器官形态发育比较观察

荷花（Nelumbo nucifera）的花型可分5种,最原始为单瓣型,然后由单瓣演化出半重瓣、重瓣、重台和千瓣型。为了揭示荷花重瓣化的分子机理,有必要从花器官的形态发育特征探究荷花花型成因及“重瓣化”的形态发育特征。实验分别选取5种荷花花型的代表品种：‘单洒锦’ （单瓣型）、‘大洒锦’ （重瓣型）、‘中山红台’ （重台型）、‘至尊千瓣’ （全重瓣型）、‘千瓣莲’ （千瓣型） 为材料,进行花芽分化过程形态的石蜡切片比较观察。结果发现：花芽分化过程中5个品种的萼片原基分化期和花瓣原基分化期相似,而雄蕊和雌蕊原基发育存在明显差异：单瓣、重瓣和重台品种均有正常的雄蕊和雌蕊原基分化;全重瓣品种发育初期有雄蕊及雌蕊原基分化,但后期全部瓣化;‘千瓣莲’品种不形成雄蕊和雌蕊原基,而是直接形成2至多个“花瓣增殖中心”,并由此不断分化出细小花瓣。研究认为重瓣型荷花品种的“重瓣化”花瓣主要来源于雄蕊的向心式瓣化,其次是雌蕊瓣化,属于雌雄蕊起源。而对于‘千瓣莲’型品种,花瓣的具体来源方式、花托是否直接参与瓣化及其在重瓣化过程中的作用有待于结合分子生物学手段开展进一步研究。     

药物成瘾的蛋白质组学研究

药物成瘾涉及脑内多种蛋白含量、结构及功能的复杂改变,主要涉及代谢酶类、细胞骨架蛋白、分子伴侣、细胞内信号途径相关蛋白、突触功能相关蛋白和氧化还原相关蛋白等类型。蛋白质组学能对生理与病理状态下的体液、组织或细胞中基因组编码的所有蛋白质组分进行高通量的综合分析,针对筛选出的有意义“候选”蛋白（candidate protein）进行深入验证研究,不仅可能从蛋白质水平上阐明成瘾的神经生物学作用机制,还有助于建立诊断标准,发现抗成瘾药物治疗的潜在靶点。     

检测大肠杆菌群体生长动力学过程4种方法的比较

用浊度测定、菌落形成数计数（CFU）、流式细胞计数（FCT）,以及MTT还原测脱氢酶活力4种检测方法,测定了E．coliCVCC249群体的生长量,并通过Logistic模型、Sigmoid模型,以及正态分布方程拟合由上述生物量所表征的群体生长动力学过程曲线．结果表明,对浊度和流式检测数据,Logistic和Sigmoid方程可给出较好的拟合度,而对CFU法和脱氢酶活力检测法,仅有正态分布方程能呈现更好的拟合．通过应用有限时域向前差分的方法,消除不能增殖的休止细胞对浊度生长过程曲线的影响,以模拟菌群增殖的过程曲线．在此基础上,求得菌群生长的即时速度（advancingvelocity,Vad。）和即时速度的瞬变率,以此为据将E．coliCVCC249生长过程划分为线性增长期、指数增长期、指数减速期、线性减速期,以及衰亡期5个阶段．此外,对新的划分生长阶段的方法与经典方法的不同,以及R。（拟合决定系数）能否作为确定模型是否拟合的唯一判据,进行了讨论．     

香椿木材解剖构造及其物理力学性质

为扩大和培育香椿资源和填补国内经济建设及人民生活对优质木材的需求,为其开发和利用提供一定的基础数据及科学的理论指导,依照GB1927-91实验方法对其木材的解剖和物理力学性质做了系统研究。结果表明：香椿纤维13年生后形态均匀,长宽比46.18,双壁厚11.00μm,纤维壁腔比0.56,腔径比0.76;导管分子平均长度383.52μm,宽度143.98μm;基本密度和气干密度分别为0.415g/cm3和0.475g/cm3,属“轻”型;差异干缩为1.93;木材的抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度分别为67.85MPa、6179.82MPa和38.23MPa,综合强度106.08MPa,均属“低”级,香椿的综合品质系数为2556.1×105 Pa,为高等级材。综合分析表明香椿材质优良。     

山莨菪碱诱导DPPG/DMPC混合物系的交插结构

已报道山芭碧碱能够诱导DPPG脂质体形成交插结村,并捉出了药物－磷脂作用模型．现报道生物膜中普遍存在的DMPC不能被山莫著碱诱导形成交插结构,但 DPPG／DMPC混合物则能被山莫劳碱诱导形成交插结构．荧光偏振研究表明,当DMPC摩尔分数为 10％～50％时,DPPG／DMPC脂质体脂酞链末端插到对面分子层第 5个碳原子的位置,当 DMPC摩尔分数为觎O时,DPPGoMPC脂质体脂酞链末端插到对面分子层第10个碳原子的位置,当DMPC摩尔分数超过70％时,则不能发生交插而呈完全的非交插状态．差示扫描量热（peC）结果表明,DPPG和DMPC会形成一‘哟相”系统,彼此可以完全“互溶”,因此,DMPC可以伴随DPPG形成交插结构,反之亦然．     

以梯度平板法改进药敏试验方法及其药物浓度质量控制

药敏试验是临床选择敏感抗生素的精确检测工作,其成败在于质量控制的可靠性和最低抑菌浓度(MIC)的精确性、前瞻性.本文结合质控试验和药敏试验对梯度平板法进行验证,梯度平板法所测得的MIC与微量肉汤稀释法和琼脂稀释法测得的MIC结果一致,且因为线性设置的药物浓度,MIC更加精确,能推算抗菌药物的原始浓度,更好地保证质控试验的可靠性.同时,按照美国临床实验室标准委员会或欧盟药敏试验委员会的敏感(S),中介(I)以及抗药(R)范围标准设置0-S,S-R,R-8R这样3个线性梯度,首先判断菌株敏感性范围,然后精确测定细菌群落的MIC值,并能有效分离出抗性菌株,预警该抗生素使用后可能出现的抗药性,进而指导临床抗菌药物的选择和应用.梯度平板的主要困难在于手工制备的繁琐和不稳定性,如果自动化生产即用型梯度平板,将便利临床药敏试验,改进抗药性筛选技术.     

112株志贺菌菌群分布和药敏特点分析

目的研究本地区2001年至2005年志贺菌菌群分布及其药敏特点,以指导临床合理抗菌治疗。方法经大便培养筛选志贺菌,用生化和血清学方法鉴定菌群和血清型,采用K-B法检测病原菌耐药性。结果在112例细菌性痢疾患者中,男女比例相似,年龄分布以婴幼儿最高,临床表现不典型者较多,菌群分布以福氏志贺菌最多,F2b为优势血清型,对抗菌药物敏感性差异有显著性。结论近5年来本地区细菌性痢疾患者发病特点有年龄差异,菌群仍以福氏志贺菌为主,血清型以F2b为主,第3代头孢菌素是治疗细菌性痢疾最佳的抗菌药物。     

解析2009年度诺贝尔生理学或医学奖——端粒与端粒酶

美国加州大学旧金山分校的伊丽莎白·布莱克本（Elizabeth H. Blackburn）、约翰·霍普金斯医学院的卡罗尔·格雷德（Carol W. Greider）和马萨诸塞州总医院的杰克·绍斯塔克（Jack W. Szostak）,因为“发现端粒和端粒酶如何保护染色体”,而获得2009年度诺贝尔奖生理学或医学奖。这个结果已在很多人的意料之中。因为端粒和端粒酶的发现揭示了线性染色体末端复制的机制,以及端粒和端粒酶在保护染色体及维持遗传稳定性中的中心作用。端粒和端粒酶的发现为科学家认识并探索衰老和肿瘤的发生机制开辟了新领域,对预防和治疗衰老及与衰老相关的疾病（如肿瘤）具有重要科学和应用意义。     

构建限制性培养条件下细菌群体生长模型的探讨

依据E.coli菌株在摇瓶和发酵罐培养条件下菌群增长过程光密度值的变化,在改进了数据平滑和微分求导方法的基础上,以瞬时速率和瞬时增量为目标函数表征菌群增长的动力学过程.瞬时速率表现为指数衰减模式,而瞬时增量的过程曲线因接种量而异,由它们所表征的生长动力学过程都不存在延迟期和稳定期.动力学曲线的形状由接种物中含有的处于分裂状态的细胞数所决定,它是菌群内源性的增长能力(来自细胞分裂的连续发生)和由增长引发的外源性阻抑力(营养物质的减少和代谢产物的增加)相互作用的结果.由瞬时速率和瞬时增量还可推导出菌群增长的倍增时间及体积生产效率等参量.研究结果可为解决logistic方程和Monod方程在拟合菌群增长过程曲线时遇到的不确定性等难题提供有效的数学分析方法.