艰难拟梭菌毒素致病机制及毒素基因调控的研究进展

艰难拟梭菌(Clostridioides difficile)是一种产芽孢的革兰氏阳性专性厌氧杆菌,是引起抗生素相关性腹泻的主要致病菌。艰难拟梭菌产生的毒素A和毒素B在其致病过程中发挥关键作用。毒素发挥毒性作用依赖其4个功能结构域:葡萄糖基转移酶结合域、半胱氨酸蛋白酶结合域、易位域和受体结合域。毒素的受体结合域识别并结合细胞表面受体,介导毒素内吞并形成内体。经过自体催化切割,毒素将真正的毒性片段——葡萄糖基转移酶结合域释放到胞浆中,葡萄糖基转移酶能够失活宿主肠上皮细胞内的GTP酶导致细胞骨架解聚和坏死,进而引起腹泻和伪膜性结肠炎等临床症状。艰难拟梭菌毒素产生受致病基因座内及基因座外许多调控因子的调节。tcdR和tcdC基因位于致病基因座内,对毒素基因的表达分别起促进和抑制作用,而基因座外如spo0A、codY等基因则通过抑制tcdR的表达从而间接影响毒素蛋白产生。本文将重点介绍艰难拟梭菌毒素的致病过程和影响毒素基因表达的分子调控机制,以期为开发针对毒素的治疗手段提供新思路。     

艰难梭菌基因编辑技术研究进展

艰难梭菌Clostridioesdifficile是一种革兰氏阳性、产芽孢、专性厌氧细菌,是医院相关性腹泻的主要病原体。近年来,随着强毒株的出现(如核糖体027型),其流行性与致死率逐年上升,因此对艰难梭菌生理、生化特征及致病机制的研究受到广泛重视。艰难梭菌生理、生化特征及致病机制研究又以建立其稳定、高效的基因编辑方法为必要前提。借助基因编辑工具,研究者可以扰动艰难梭菌核心生物学过程,在分子水平研究其分子致病机制。如Clos Tron技术在艰难梭菌毒素A (Toxin A)和毒素B (Toxin B)与其致病力关系的研究中起到了关键作用。文中以时间为主线综述了艰难梭菌基因编辑技术的发展历程和最新进展,并对艰难梭菌基因编辑技术未来的研究方向进行展望。     

人艰难梭菌感染的致病机制与防治策略研究进展

艰难梭菌是一种非常重要的医院感染病原菌,其感染占抗菌素相关腹泻的10．25％,占抗菌素相关肠炎的50．75％,占抗菌素相关伪膜炎的90．100％。而且越来越多的证据表明艰难梭菌的感染与其它疾病,如活性关节炎、婴儿突发性死亡、溶血性尿毒症、坏死性肠炎、希施斯普龙病等有关。更糟糕的是艰难梭菌存在着复发性感染,15—20％的病人在成功治愈后会复发。近年来,随着强毒株的出现,艰难梭菌的感染率和发病率逐年上升,病情也越来越严重,由艰难梭菌感染引起的死亡率也成倍增加。到目前为止,艰难梭菌发病率升高的原因及其致病机制还有待进一步研究。由于艰难梭菌是一种孢子产生菌,对大部分抗菌素都有抗性,目前用于艰难梭菌防治的主要抗菌素甲硝唑和万古霉素的治疗效果也在不断下降,所以正确认识艰难梭菌的感染与流行,进一步了解其致病机制,寻找新的替代疗法已是迫在眉睫。本文对艰难梭菌感染和流行的病因进行了较为全面的分析,对其致病机制进行了深入的总结,并探讨了艰难梭菌防治的最新策略和方法,将有利于更好的认识和研究艰难梭菌,为艰难梭菌的防治提供新思路。     

艰难梭菌及其致病力

艰难梭菌(Clostridium difficile)被发现于1935年,命名为艰难芽孢杆菌(Bacillus difficilis)。1938年由Prevot根据其厌氧性质,将其划入梭菌属,改为现名。发现该菌时就发现它能产生毒素,引起实验动物死亡,但长期未引起重视。     

艰难梭菌荚膜致病作用的初步研究

本文在我室先前研究的基础上,以3株艰难梭菌的荚膜多糖提取物、全菌悬液以及全菌免疫血清分别在小鼠中进行半数致死量和保护试验等动物实验,以探讨艰难梭菌荚膜的致病作用。结果测得其中一株艰难梭菌的荚膜多糖对小鼠有致死毒性,其LD50为2.83mg,特异性抗血清保护试验证实艰难梭菌免疫血清对动物有保护作用。实验结果可能为进一步研究艰难梭菌荚膜的致病作用提供了参考资料。     

艰难梭菌耐药性及耐药机制研究进展

艰难梭菌(Clostridium difficile)是医疗保健相关性腹泻最主要的病原菌。2002年起欧美地区艰难梭菌感染发病率和病死率均明显增高,耐药艰难梭菌的出现和传播更给临床治疗和预防带来了挑战。绝大多数临床分离菌对甲硝唑及万古霉素仍呈高度敏感,但已有异质性耐药或最低抑菌浓度上升的报道;对红霉素和莫西沙星等其他抗菌药物的耐药率在不同国家和地区则有较大差异。艰难梭菌对甲硝唑或万古霉素敏感性下降产生的耐药机制尚不明确,而对红霉素、氟喹诺酮类、四环素和利福霉素形成的耐药机制主要是因为作用靶点发生了改变。文章简述了近年来国际上艰难梭菌耐药性及耐药机制方面的研究进展。     

艰难梭菌的研究进展

艰难梭菌为革兰阳性厌氧芽胞杆菌,可引起艰难梭菌相关性腹泻,导致一系列肠道感染症状和相关临床表现。近年来由于高致病株的出现、菌株耐药性的增加,艰难梭菌感染在全球呈蔓延趋势。本文就艰难梭菌的耐药机制、检测技术、防治及国内感染现状等作一简要综述。     

123例腹泻患儿粪便中艰难梭菌毒素基因特征及感染危险因素分析

探讨腹泻患儿粪便中艰难梭菌毒素基因特征, 并分析产毒艰难梭菌感染的危险因素。

采集2019年1月至2021年3月嘉兴市第二医院儿科收治的腹泻患儿的粪便标本共123份, 其中社区获得性腹泻患儿60例, 医院获得性腹泻患儿63例。标本进行厌氧培养, 采用实时荧光PCR鉴定艰难梭菌tpi基因, 并检测tcd A、tcd B毒素基因。收集患儿临床资料, 采用Logistic回归分析产毒艰难梭菌感染的危险因素。

123例粪便标本共检出艰难梭菌tpi基因阳性35例(28.46%), 毒素基因中tcd A⁺ B⁺为19例(15.45%), tcd A⁺B^-为3例(2.44%), tcd A^-B⁺为2例(1.63%), tcd A^-B^-为11例(8.94%)。社区获得性腹泻患儿中tcd A/B产毒艰难梭菌感染率为28.33%, 高于医院获得性腹泻患儿的11.11%(P < 0.05)。产毒艰难梭菌感染腹泻患儿与非产毒艰难梭菌感染腹泻患儿的性别、年龄、居住地、是否早产、有无先天性疾病、既往有无胃肠道手术、抗生素应用种类、近1个月内有无机械通气、临床症状、血液白细胞计数、血红蛋白、粪便白细胞计数、血清C反应蛋白、血清白细胞介素-6、血清白蛋白、血肌酐、血清总胆红素水平比较差异无统计学意义(均P > 0.05)。产毒艰难梭菌感染腹泻患儿中的非母乳喂养、近1个月内抗生素用药史、抗生素持续用药时间 > 7 d、近1个月内糖皮质激素用药史、近1个月内抑酸药用药史、近1个月内肠内营养者的比例显著高于非产毒艰难梭菌感染腹泻患儿(均P < 0.05)。非母乳喂养(OR=2.433)、近1个月内抗生素用药史(OR=3.040)、近1个月内肠内营养(OR=2.330)是腹泻患儿产毒艰难梭菌感染的独立危险因素(均P < 0.05)。

嘉兴地区儿童艰难梭菌毒素基因主要为tcd A/B基因, 患儿以社区获得性腹泻为主, 非母乳喂养、抗生素用药史、肠内营养的儿童更容易感染艰难梭菌。

     

艰难梭菌A毒素的细胞致死活性研究

本文报道艰难梭菌Ａ毒素对４种培养细胞的细胞致死活性的探讨。４种培养细胞为Ｖｅｒｏ（非洲绿猴肾细胞）细胞、ＴＰＣ─１（人甲状腺肿瘤细胞）细胞、ＮＩＨ３Ｔ３细胞（小鼠成纤维细胞）及将ｒａｓ癌基因转基因于ＮＩＨ３Ｔ３细胞的ＮＩＨ３Ｔ３ｒａｓ细胞。应用台酚蓝排除能试验、噻唑蓝（ＭＴＳ）比色、细胞膜损害测定试验、荧光显微术观察细胞核的形态变化等测定Ａ毒素细胞致死活性。实验表明：４种培养细胞系对Ａ毒素细胞圆缩化作用的敏感性依次为ＮＩＨ３Ｔ３ｒａｓ,ＴＰＣ─１,Ｖｅｒｏ,ＮＩＨ３Ｔ３细胞。而对Ａ毒素细胞致死活性的敏感性依次为ＴＰＣ─１,ＮＩＨ３Ｔ３,Ｖｅｒｏ,ＮＩＨ３Ｔ３ｒａｓ细胞。从而得知Ａ毒素的细胞致死活性不但依细胞种类不同而不同,而且也不一定与Ａ毒素的细胞圆缩化作用有关。肿瘤细胞ＴＰＣ─１细胞对Ａ毒素致死活性有特殊敏感性。以上结果对探索抗癌新药的研制具有重要意义。     

fliL基因显著影响艰难拟梭菌运动功能及产孢能力

鞭毛基底体相关FliL家族蛋白(flagellar basal body-associated FliL family protein,fliL)基因编码FliL蛋白,FliL是一种与鞭毛基体相结合的单跨膜蛋白。为研究艰难拟梭菌fliL基因功能,使用非等长同源臂偶联等位交换(allele-coupled exchange,ACE)方法成功构建了fliL基因缺失(ΔfliL)和回补(::fliL)突变株,研究突变菌株与野生型菌株(CD630)生长曲线、抗生素敏感性、pH耐受性、运动能力及产孢能力等表型的差异。结果显示,菌株ΔfliL生长速率及最大生物量均小于菌株CD630,::fliL回补菌株生长情况回复至野生型。与CD630菌株相比,ΔfliL对阿莫西林、氨苄青霉素、诺氟沙星的敏感性提高,对卡那霉素、四环素敏感性降低,::fliL抗生素敏感性部分回复至野生型水平。与CD630菌株相比,ΔfliL游泳运动能力显著降低,::fliL运动能力超越野生型菌株CD630。相比菌株CD630,菌株ΔfliL在pH值为5时耐受能力显著提高,在pH值为9时,耐受能力显著降低。除此之外,ΔfliL产孢能力较CD630显著降低,::fliL产孢能力部分恢复。以上结果表明,艰难拟梭菌fliL基因与其运动能力、抗生素敏感性、环境耐受能力和产孢能力密切相关,可能进一步影响艰难拟梭菌菌株的致病力。     

四川地区猪源艰难梭菌分子分型调查

[背景] 艰难梭菌是一种重要的人畜共患肠道病原菌,可引起人和多种动物抗生素相关性腹泻或假膜性肠炎。四川作为我国主要的生猪产区,还未有猪源艰难梭菌流行病学调查的相关报道,对猪源艰难梭菌的防控及保障猪肉安全带来挑战。[目的] 调查四川地区猪源艰难梭菌的感染、流行情况,并对分离出的艰难梭菌进行分子分型研究。[方法] 收集来自四川生猪主要产区6个养殖场中猪的粪便标本（n=110）,采用厌氧培养技术在艰难梭菌鉴别培养基上进行分离培养;采用PCR方法扩增艰难梭菌4个毒素基因（tcdA、tcdB、cdtA、cdtB）和7个管家基因（adk、atpA、dxr、glyA、recA、sodA、tpi）,对分离株进行毒素基因分型和多位点序列分型。[结果] 从110份样品中,经革兰氏染色镜检及PCR鉴定,共分离出20株艰难梭菌,分离率高达18.18%;毒素基因分型结果显示共获得3种毒素基因型,包括tcdA⁺tcdB⁺cdtA/cdtB⁺（n=3）、tcdA⁺tcdB⁺cdtA/cdtB^—（n=6）、tcdA^—tcdB^—cdtA/cdtB^—（n=11）;多位点序列分型结果显示获得5个ST型,包括ST11（n=3）、ST3（n=1）、ST35（n=2）、ST36（n=4）、ST109（n=10）;进化树结果显示,所有分离株聚集为2个大群,分别为3个分支和17个分支。[结论] 四川主要生猪产区猪群存在艰难梭菌感染,分离株的分子分型呈多样性,主要流行型为ST11、ST3、ST35、ST36、ST109型,并且存在ST11型高毒力菌株流行的风险。     

Clostridium difficile toxin and faecal lactoferrin assays in adult patients

Clostridium difficile is the primary aetiological agent of antibiotic-associated diarrhoea. The faecal lactoferrin (FL) assay is a simple in vitro test which is highly sensitive to the presence of a marker of polymorphonuclear cells. We evaluated the use of the FL assay in conjunction with the C. difficile toxin assay in faecal samples obtained from 231 adult patients. The relationship between C. difficile toxin and FL in both negative and positive status was highly significant statistically (P < 0.001). Therefore, the FL assay performed simultaneously with the C. difficile toxin assay can help rule out asymptomatic carriage of C. difficile.     

CD630＿27900基因缺失显著降低艰难拟梭菌自溶速率、毒力及对酸和抗生素的耐受性

艰难拟梭菌(Clostridioidesdifficile)CD630＿27900基因位于slpA-cwp66基因座上,CD630＿27900基因属于假定的Lmbe家族的酶,但基因功能尚未明确。【目的】本研究通过构建艰难拟梭菌CD630＿27900基因敲除菌株,比较野生型菌株(CD630)与突变株表型差异,探讨CD630＿27900基因对艰难拟梭菌感染的影响。【方法】用非等长同源臂偶联等位交换(allele-coupled exchange, ACE)构建CD630＿27900基因缺失菌株与回补菌株。比较它们在生长曲线、自溶素(cwp19,Acd)基因表达、细胞毒力、主要毒素基因表达、抗生素及pH敏感性差异,以研究CD630＿27900基因的功能。【结果】成功构建△CD630＿27900突变菌株和::CD630＿27900回补菌株。菌株△CD630＿27900在衰亡期自溶速率显著低于菌株CD630,::CD630＿27900自溶速率恢复。实时荧光定量聚合酶链反应(real-timefluorescencequantitative polymerasechainreaction,RT-q...     

艰难梭菌研究现状

艰难梭菌(Clostridium difficile,CD)是产芽胞革兰阳性厌氧菌,产毒素艰难梭菌可导致艰难梭菌感染(Clostridium difficile infection,CDI)。产毒素艰难梭菌已被公认是抗菌药物相关性腹泻最常见的病原体,也是发达国家最常见的导致住院患者腹泻感染的原因之一。高毒力菌株导致全世界范围内CDI的发病率和死亡率增加。如何快速而准确地检测CD一直是备受关注的问题,国内外多推荐两步法和三步法进行检测。艰难梭菌治疗的一线用药是甲硝唑、万古霉素以及非达霉素,应用粪便微生物移植(faecal microbiota transplantation,FMT)也可作为治疗轻度或严重复发CDI(recurrence Clostridium difficile infection,rCDI)的可选方法。艰难梭菌的芽胞能抵抗不良环境,但抗菌药物的使用,医院环境的复杂性和医务工作者的手等因素会导致艰难梭菌易于传播,因此医疗机构应加强艰难梭菌的预防。本文主要对艰难梭菌的流行病学、致病机制、检测及治疗进行综述。     

猪源ST11型艰难梭菌TcdB毒素受体结合域双抗体夹心ELISA的建立

艰难梭菌是一种重要的人兽共患肠道病原菌,广泛存在于人和多种动物体内.ST11型艰难梭菌是国际上流行最广泛、危害最大的亚型之一.我国作为养猪业大国,猪源艰难梭菌的检测方法欠缺,给猪场艰难梭菌的防控留下隐患.本研究旨在建立一种特异、敏感的双抗体夹心ELISA,为猪源ST11型艰难梭菌流行病学调查提供血清学检测方法.首先采用...     

Binary toxin producing Clostridium difficile strains

Clostridium difficile produces three toxins, TcdA, TcdB and CDT. TcdA and TcdB are single-stranded molecules acting as glucosyltransferases specific for small GTPases. CDT is an actin specific ADP-ribosylating binary toxin characteristically composed of two independent components, enzymatic CDTa (48 kDa) and binding CDTb (99 kDa). The cdtA and cdtB genes were sequenced in two CDT-positive strains of C. difficile (CD 196 and 8864) and at least two CDT-negative strains with truncated form of binary toxin genes are known (VPI 10463 and C. difficile genome strain 630). The prevalence of binary toxin producing strains is estimated to be from 1.6% to 5.5%, although a much higher proportion has been reported in some studies. The role of the binary toxin as an additional virulence factor is discussed.     

大肠埃希菌生物被膜基因调控研究进展

大肠埃希菌(Escherichia coli)是一种兼性厌氧、有鞭毛的革兰氏阴性短杆菌,常寄生于人和动物肠道内,是常见的人畜共患病病原之一。大肠埃希菌易形成生物被膜,这是一种由细菌群落分泌能够包裹自身的胞外基质与细菌结合形成的特殊聚集体,也是临床细菌感染疾病难以治愈的主要原因。生物被膜的形成不仅帮助细菌逃避宿主的防御系统,还可以降低或阻止药物发挥作用,从而诱发生物被膜相关感染(biofilm-associated infections, BAI)。本文从生物被膜形成的基因调控系统和相关调控蛋白等角度,归纳总结调控大肠埃希菌生物被膜形成的分子机制,并对防治BAI的策略进行了概述,为寻找合适的药物靶点以及防治BAI提供参考。