基于枯草芽孢杆菌产物应用的基因组精简研究进展

枯草芽孢杆菌代谢产物众多,具有很强的应用开发前景,在工业上广泛应用。本文总结了聚谷氨酸、纳豆激酶和维生素K2三种热点代谢产物及其在医药、食品、农业上的应用。枯草芽孢杆菌是常用的基因工程菌,对其进行遗传改造的方法较多。本文综述了同源重组、位点特异性重组和CRISPR/Cas9三种基因组精简手段,总结了困扰枯草芽孢杆菌代谢产物开发应用与基因组精简的问题,推断未来发展的方向,期望推动枯草芽孢杆菌的开发与应用。     

枯草芽孢杆菌N2-10的基因组测序和比较基因组分析

【背景】枯草芽孢杆菌N2-10是一株具有较强抑菌能力且能产纤维素酶等多种水解酶的革兰氏阳性菌,在发酵饲料中具有较大的应用潜力。【目的】通过获得枯草芽孢杆菌N2-10的全基因组序列信息,进一步解析菌株次级代谢产物合成基因信息,并通过比较基因组学分析菌株N2-10与模式菌株的差异性,为阐明N2-10抑菌和益生机制提供理论基础。【方法】通过二代Illumina NovaSeq联合三代PacBio Sequel测序平台,对菌株N2-10进行全基因组测序,将测序数据进行基因组组装、基因预测与功能注释,并利用比较基因组学分析N2-10与其他菌株的差异。【结果】菌株N2-10基因组大小为4 036 899 bp,GC含量为43.88%;共编码4 163个编码基因,所有编码基因总长度为3594369bp,编码区总长度占基因组总长度的89.04%;含有85个tRNA、10个5S rRNA、10个16S rRNA、10个23S rRNA,以及2个CRISPR-Cas、1个前噬菌体和6个基因岛;在GO (gene ontolog)、COG (clusters of orthologous groups of...     

枯草芽孢杆菌活菌体外拮抗6种肠道致病菌的研究

对枯草芽孢杆菌BS 3株在体外对 6种常见肠道致病菌 (肠产毒性大肠杆菌、肠侵袭性大肠杆菌、肠致病性大肠杆菌、鼠伤寒沙门菌、福氏志贺菌和宋内志贺菌 )的拮抗作用进行了研究。结果表明 ,枯草芽孢杆菌BS 3株对宋内志贺菌、肠致病性大肠杆菌及肠产毒性大肠杆菌拮抗作用较为明显。     

一株枯草芽孢杆菌原噬菌体Bsu-yong1的基因组分析

【目的】枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）是在自然界中广泛存在的革兰氏阳性菌,其抗逆性极强,能抑制大多数有害菌的繁殖,是常用的产酶菌,用其生产的蛋白酶、淀粉酶占全球工业酶产量的50%。原噬菌体（prophage）整合在宿主基因组中,可为宿主提供基因和生物学功能,非常具有研究价值。以往,有关B. subtilis原噬菌体的报道主要集中于缺陷型原噬菌体（defective prophage）,本研究对一株非缺陷型活性原噬菌体（active prophage）的基因组进行解析,以扩充对非缺陷型原噬菌体的认知。【方法】使用丝裂霉素C从枯草芽孢杆菌中诱导一株噬菌体,命名为Bacillus phage Bsu-yong1（简称Bsu-yong1）。对Bsu-yong1进行负染、透射电镜（transmission electron microscopy,TEM）观察,用Illumina MiSeq测定其基因组序列、综合运用生物信息学工具对其进行基因功能注释和系统进化分析。【结果】Bsu-yong1与PBSX类缺陷型原噬菌体在形态上相似,但Bsu-yong1具有完整的噬菌体基因组,这与缺陷型原噬菌体不同,后者在包装过程中不能正确包裹自身的基因组,而是随机包裹一段宿主染色体。Bsu-yong1基因组全长为43 590 bp,G+C含量为41%,含有62个开放阅读框（open reading frame,ORF）,呈模块化分布。Bsu-yong1拥有基因编码T7SS效应器LXG多态性毒素（T7SS effector LXG polymorphic toxin）、ImmA/IrrE蛋白和SMI1/KNR4蛋白。前二者为细菌毒素（toxin）,后者为抗毒素（antitoxin）,toxin-antitoxin是细菌免疫系统重要成员,参与菌间竞争与环境适应。此前,尚未有编码LXG polymorphic toxin的基因在噬菌体中被发现和报道。在基于全基因组比对构建的蛋白谱进化树（proteomic tree）中,Bsu-yong1与噬菌体sv105、rho14、vB_BteM-A9Y聚集形成一个独立的进化支（clade）,基因组比对显示它们基因组的复制与调控模块具有高度保守性,它们共享29个核心基因（core gene）,均具有PBSX样形态特征。Bsu-yong1与其他噬菌体的进化距离较远。将Bsu-yong1与所有噬菌体进行比对,得到的成对序列比较（pairwise sequence comparison,PASC）最大值为46.72%,小于属边界值（70%）。【结论】vB_Bsu-yong1在有尾纲中代表一个新的未知的属;建议构建一个新的科（family）,该科由Bsu-yong1与噬菌体sv105、rho14、vB_BteM-A9Y组成。vB_Bsu-yong携带免疫相关基因,它可能有利于宿主在菌间竞争中获胜和适应环境。本研究丰富了噬菌体基因数据库,拓展了对芽孢杆菌活性原噬菌体的认知。     

肌苷生产菌枯草芽孢杆菌ATCC 13952的全基因组测序及序列分析

摘要:【目的】枯草芽孢杆菌ATCC 13952是一株肌苷工业生产菌株。为深入研究ATCC 13952菌株积累肌苷的分子机制以及为进一步分子育种研究提供序列背景信息,有必要解析ATCC 13952菌株的基因组序列信息。【方法】本研究采用高通量测序和Sanger测序相结合对ATCC 13952菌株进行全基因组测序,然后使用相关软件对测序数据进行基因组组装、基因预测与功能注释、GO/COG 聚类分析、共线性分析等。【结果】枯草芽孢杆菌ATCC 13952整个基因组大小为3876276 bp,GC含量为45.8%,序列已提交至GenBank 数据库,登录号为CP009748。比较基因组及嘌呤代谢相关基因分析结果显示:枯草芽孢杆菌ATCC 13952与其他几株芽孢杆菌具有较好的基因组共线性关系,嘌呤代谢相关基因编码的蛋白与标准菌株比较发生了一些缺失和突变。【结论】本研究首次报道了一株肌苷生产菌枯草芽孢杆菌ATCC 13952的全基因组序列,分析了基因组基本特征,初步探讨了该菌株积累肌苷的分子机制,为后续的进一步分子育种提供了理论基础。     

枯草芽孢杆菌ES224菌制剂防治烧伤的临床研究

本制品是根据微生态学原理,利用微生物间的拮抗作用,由枯草芽孢杆菌ＢＳ２２４活菌体制成的生物制品,喷涂于创面,达到防治各种致病菌感染的目的。按照国家卫生部申办新药的批件,由北京积水医院等四家单位对本制品进行临床研究。通过对２１６例病人的烧伤创面的细菌学校查,组织活检及主要脏器功能监测,结果表明,本制品对烧伤有良好的抗感染作用,用药后创面细菌培养阳性率显著下降,对铜绿假单胞菌更为有效,未发现本菌导致的侵袭性及脏器转移性感染,无毒副作用。     

屎肠球菌噬菌体vB_EfaS_29生物学特性及基因组分析

【背景】随着屎肠球菌耐药性越来越严重,亟需筛选获得新的、裂解效率高且遗传背景清晰的裂解性噬菌体,丰富噬菌体资源,为噬菌体疗法提供可用的菌株。【目的】从江苏省南京市西岗奶牛场粪便样品中分离出一株裂解性屎肠球菌噬菌体,研究其生物学特性及分析基因组学特征。【方法】通过双层平板法对其进行纯化,观察噬菌斑特征,透射电镜观察噬菌体形态,测定一步生长曲线、pH耐受性、温度耐受性以及最佳感染复数,对噬菌体进行全基因组测序及遗传进化分析。【结果】分离并纯化的一株裂解性屎肠球菌噬菌体命名为vB_EfaS_29,其噬菌斑圆形透亮,外周无晕环。该噬菌体头部呈二十面体,头部直径约52.4 nm,尾长约157.1 nm,为长尾噬菌体科。该噬菌体的最佳感染复数为0.1,最高耐受温度为70℃左右,当pH值在6.0-9.0时其效价稳定。一步生长曲线表明,其潜伏期为10 min,暴发期约为50 min,暴发量为80。基因组全长41 014 bp,GC含量为34.99%,共有63个开放阅读框(Open Reading Frame,ORF),其中36个被注释出已知基因,基因组中不含毒力基因、耐药基因及整合基因。进化分析显示以裂解酶编码氨基酸为靶标对比,该噬菌体与GenBank上的粪肠球菌噬菌体vB_EfaS_DELF1相似性大于99%,但是以噬菌体衣壳蛋白编码氨基酸为靶标比对发现,该噬菌体肠球菌与其他噬菌体遗传距离均较远。【结论】分离出一株裂解性屎肠球菌噬菌体,对其进行生物学特性及基因组分析,为噬菌体研究和应用提供理论依据及研究基础。     

枯草芽孢杆菌表面活性素和伊枯草菌素的生物信息学分析

表面活性素和伊枯草菌素是一类在生物防治方面具有重要作用的蛋白质.本研究利用生物信息学方法对枯草芽孢杆菌中表面活性素和伊枯草菌素的基因及蛋白序列进行了详细的分析.结果 表明:其表面活性素和伊枯草菌素大多数蛋白为酸性蛋白质和不稳定蛋白,且全部为非分泌性蛋白,多数定位在细胞质中,多数成员在丝氨酸处最可能通过相应位点的磷酸化来...     

枯草芽孢杆菌HAINUP40的培养条件及其抑菌物质分析

前期研究表明枯草芽孢杆菌HAINUP40能够有效拮抗罗非鱼无乳链球菌,是潜在的益生菌。为了进一步优化其培养条件,并探索其其抑菌机理,本研究通过普通平板扩散法和单因素变量控制法,探究了培养条件的改变对菌株HAINUP40发酵的影响,同时确定发酵上清液抑菌活性成分及其稳定性。结果表明菌株HAINUP40的最宜培养条件为:普通淡水培养基,pH值为7.0～7.5,温度34℃,培养时长24 h,转速为50～150 r/min。HAINUP40发酵上清液中抑菌活性物质可以被80%(NH_4)_2SO_4溶液析出,对蛋白酶K敏感,不耐高温,pH4或8时失去抑菌活性,可以耐受短时间(180 s)紫外线照射。综上证明枯草芽孢杆菌HAINUP40所分泌的抑菌活性物质为大分子蛋白质,且非小分子抗菌肽。本研究为枯草芽孢杆菌HAINUP40在生物防治方面的大规模应用提供了重要的参考依据。     

枯草杆菌二联活菌肠溶胶囊联合康复新液灌肠治疗溃疡性结肠炎的临床疗效

目的:探讨枯草杆菌二联活菌肠溶胶囊联合康复新液灌肠治疗溃疡性结肠炎的临床疗效。方法:选取2014年5月～2018年6月淮安市淮阴医院诊治的溃疡性结肠炎患者120例,根据患者入院先后顺序分为两组,对照组在常规治疗的基础上给予枯草杆菌二联活菌肠溶胶囊,观察组在对照组的基础上给予康复新液保留灌肠。比较两组患者的治疗总有效率、治疗前后血清白介素-8(IL-8)、白介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平、血小板(PLT)和血酶原时间(PT)、纤维蛋白原(FIB)水平的变化及不良反应的发生情况。结果:治疗后,观察组总有效率为95.00%,对照组为83.33%,观察组显著高于对照组(P0.05)。两组患者治疗后血清IL-8、IL-6、TNF-α水平及PLT、FIB均较治疗前显著下降,且观察组以上指标均显著低于对照组(P0.05),而两组治疗后PT水平均较治疗前显著升高,且观察组显著高于对照组(P0.05)。两组不良反应发生率相比无统计学差异(P0.05)。结论:枯草杆菌二联活菌肠溶胶囊联合康复新液灌肠治疗可显著降低溃疡性结肠炎患者的炎性因子水平,改善凝血功能,提高临床治疗效果,且安全性较高。     

思他宁联合美常安治疗重症急性胰腺炎的临床研究

目的 探讨思他宁联合美常安治疗重症急性胰腺炎(SAP)的疗效.方法 将2005年至2009年SAP患者35例设为A组,按照SAP常规处理原则予监护、止痛、禁食、胃肠减压、抑酸、抗生素、纠正水电解质酸碱平衡治疗及给予静脉持续滴注思他宁(250 μg/h),连用5～10 d;另将SAP患者45例设为B组,B组在A组治疗方案...     

屎肠球菌的临床分布与耐药性分析

目的了解医院屎肠球菌的临床分布和耐药情况,为临床抗感染的预防与治疗提供参考。方法回顾性分析1999年1月至2011年12月临床标本中分离的1161株屎肠球菌;用WHONET5．6软件分析耐药率变迁。结果临床分离的1161株屎肠球菌,在同期分离的1944株肠球菌属中占59．72％。主要分离自尿液和血液,分别占40．91％和26．87％;主要分离自外科病区、内科病区、ICU和儿科病区的菌株,分别占29．37％、25．15％、13．95％和13．53％;屎肠球菌对多种抗菌药物耐药,对万古霉素、替考拉宁和利奈唑胺的耐药率较低,分别为1．04％、0．94％和1．85％。结论屎肠球菌在临床的分离率逐年增加,已成为医院内感染的主要病原菌之一,其多药耐药和高耐药现象相当严重,目前万古霉素、替考拉宁和利奈唑胺仍然是治疗肠球菌属引起感染的有效药物。     

肠球菌的临床感染与耐药性分析

目的了解温州医学院附属第一医院临床分离主要肠球菌的分布及其对常用抗菌药物的耐药现状,以指导临床合理用药。方法对2008年至2011年临床分离的635株粪肠球菌和屎肠球菌的标本来源和药敏结果进行回顾性分析。结果各种临床标本中两种肠球菌的分布比例存在差异,总体以尿液标本所占比例最多,且屎肠球菌的总体分离率高于粪肠球菌。粪肠球菌对利奈唑胺、氨苄西林、万古霉素、呋喃妥因和替考拉宁的耐药率都在5．0％以下,对莫西沙星和青霉素G的耐药率也仅为7．0％和6．7％;屎肠球菌对莫西沙星、左旋氧氟沙星、环丙沙星、氨苄西林、青霉素G和红霉素的耐药率都在90．0％以上,对利奈唑胺、万古霉素、替考拉宁和奎奴敏感。粪肠球菌的多重耐药株占总数的26．4％,屎肠球菌的多重耐药株占总数的78．2％。结论粪肠球菌和屎肠球菌对15种抗菌药物的耐药情况不同,屎肠球菌具有更高的耐药率和更广的耐药谱。临床应根据药敏试验的结果合理选择抗菌药物,以防止耐药菌株的产生和播散。     

重庆市1264株粪肠球菌和屎肠球菌耐药性监测

【摘 要】 目的 了解2011年中国重庆市主要7所教学医院临床分离粪肠球菌和屎肠球菌对各类抗菌药物的耐药性。方法 重庆市主要7所教学医院(6所综合性医院,1所儿童医院)按统一方案、采用统一的材料、方法和判断标准(CLSI 2011年版)进行粪肠球菌和屎肠球菌的耐药性监测。数据用WHONET 5.5软件按照CLSI 2011年版折点进行分析。结果 共分离到非重复粪肠球菌589株、屎肠球菌675株,对利奈唑胺、万古霉素、替考拉宁仍极敏感,耐药率<2%,万古霉素耐药粪肠球菌和屎肠球菌检出率分别为0.3%、0.7%。粪肠球菌对青霉素、氨苄西林、呋喃妥因的耐药率较低,分别为14.8%、8.6%和5.1%,对高浓度庆大霉素的耐药率分别为46.9%;屎肠球菌耐药性明显高于粪肠球菌,对青霉素和氨苄西林耐药率接都在90％左右。儿童和成人耐药率存在一定差别。结论 本市医院肠球菌感染以屎肠球菌为主, 粪肠球菌次之,两者耐药性明显不同, 监测其耐药情况对指导临床用药具有重要意义。     

Drug resistance of Enterococcus faecium clinical isolates and the conjugative transfer of gentamicin and erythromycin resistance traits

Drug resistance and the transferability of resistance were examined in 218 Enterococcus faecium clinical isolates obtained from in-patients of a Japanese university hospital between 1990 and 1999. One hundred and sixty one isolates (73.9%) were drug-resistant and 127 (58.2%) isolates were resistant to two or more drugs. Vancomycin resistant E. faecium (VRE) was not isolated. The transferability of drug-resistance to an E. faecium strain was examined by broth or filter mating. Six (12.5%) of the 48 gentamicin resistance traits, and fifty (50%) of the 101 erythromycin resistance traits were transferred by filter mating. The gentamicin resistance traits of five isolates and the erythromycin resistance traits of four isolates were transferred to the recipient strains by both broth mating and filter mating at a frequency of about 10(-6) and 10(-5) per donor cell, respectively. The five gentamicin resistant strains were shown to harbor pMG1-like plasmids on the basis of their Southern hybridization with pMG1 (65.1 kbp, Gm(r)), which transfers efficiently between enterococci by broth mating. Each of the four erythromycin resistant transconjugants obtained by broth mating harbored a large conjugative plasmid (more than 100 kbp). The plasmids showed no homology with well-characterized enterococcal conjugative plasmids such as pAD1, pPD1, pAM(beta)1, pIP501 and pMG1 by Southern hybridization. Of the erythromycin resistance traits that transferred only by filter mating, it was found that the erythromycin resistance trait was conferred by a 47-kbp transposable element that transferred from the chromosome of the donor strain to different sites within the pheromone responsive plasmid pAD1 (60 kbp) of the recipient strain, suggesting that the erythromycin resistance trait was encoded on a conjugative transposon, which was named Tn950.     

Induction of vancomycin resistance in Enterococcus faecium by inhibition of transglycosylation

Vancomycin resistance has recently been recognized among clinical isolates of enterococci. Resistance is inducible, and associated with production of a novel 39 kDa membrane protein. The mechanism by which exposure to vancomycin, which does not penetrate the cell membrane, induces resistance is unknown. In the vancomycin resistant strain Enterococcus faecium 228, resistance was also inducible by moenomycin, suggesting that inhibition of the transglycosylation step in peptidoglycan synthesis may be required for induction of resistance. Cytoplasmic pools of peptidoglycan precursors were increased after exposure to vancomycin or moenomycin, representing a potential means for regulation of induction.     

枯草杆菌二联活菌预防肝硬化上消化道出血后并发症的临床疗效研究

目的:探讨枯草杆菌二联活菌预防肝硬化上消化道出血后自发性细菌性腹膜炎(SBP)和肝性脑病(HE)等并发症的疗效。方法:将60例确诊为肝硬化合并上消化道出血患者随机分为对照组和治疗组(各30例),对照组采用常规综合治疗,治疗组在常规综合治疗基础上加用枯草杆菌二联活菌制剂,连续治疗2周后观察两组疗效及肝功能指标治疗前后的变化情况。结果:治疗组和对照组预防SBP的有效率分别为83.3%和56.7%,差异有统计学意义(P0.05);预防肝性脑病的有效率分别为83.3%和80%,差异无统计学意义(P0.05)。两组治疗后ALT、AST和ALB水平均明显改善,且治疗组改善较对照组更为显著,差异有统计学意义(P0.05)。结论:在基础治疗前提下,枯草杆菌二联活菌可预防肝硬化上消化道出血后SBP的发生,且有利于肝功能的改善。     

2000年至2006年屎肠球菌的临床分离与耐药变迁

目的了解本地区屎肠球菌在临床的分离与耐药变迁情况,为临床抗感染的预防与治疗提供帮助。方法用WHONET 5软件统计分析我院2000年至2006年屎肠球菌临床分离株在各病区、样本中的分布与耐药性的变迁情况。结果分离率呈逐年上升趋势,从2000年的0.32%上升到2006年的0.81%;7年中以重症监护病区（ICU）分离菌株最高,占总分离菌株的68.9%,其次为肾内科病区占13.5%;在送检标本中以尿液标本分离菌株数最高,占总分离数的62.3%,其次为痰液（10.2%）。对11种抗生素的耐药性分析显示,屎肠球菌对青霉素G、氨苄西林、庆大霉素500、环丙沙星、左旋氧氟沙星呈较高的耐药率,而对四环素、呋喃妥因、链霉素2000相对较低;更值得我们注意的是对于万古霉素的耐药率呈逐年上升趋势,对于喹奴普汀/达福普汀、力奈唑烷这两类临床还未运用的抗生素已有一定的耐药率。结论屎肠球菌在临床的分离率在逐年增加,已成为医院内感染的主要病原菌之一,该菌呈多重耐药的特性,并呈不断增加趋势,临床抗感染治疗应以分离菌株的体外抗菌药物敏感性为依据。     

肠球菌属血流感染耐药性特征及短期预后的危险因素分析

摘要 目的：观察肠球菌属血流感染（EBSI）耐药性特征,并分析患者短期预后的危险因素。方法：收集我院2020年2月~2021年9月期间收治的130例EBSI患者的临床资料进行回顾性分析,观察EBSI耐药性特征,并分析患者短期预后的危险因素。结果：130例EBSI患者共分离出130株非重复性肠球菌属,分别为：粪肠球菌37株,屎肠球菌84株,鹑鸡肠球菌3株,鸟肠球菌6株。屎肠球菌对利奈唑胺、万古霉素、喹奴普汀/达福普汀、替考拉宁的耐药率较低。粪肠球对青霉素G、氨苄西林、万古霉素、替考拉宁、利奈唑胺呈较低的耐药率。单因素分析结果显示,EBSI短期预后与糖皮质激素治疗、植入导管或其他人工装置、急性生理学与慢性健康状况评分Ⅱ（APACHEⅡ）评分、血液透析情况、休克情况、选用敏感药物治疗情况有关（P<0.05）。多因素Logistic回归分析结果显示,有糖皮质激素治疗、未选用敏感药物治疗、有休克、植入导管或其他人工装置是EBSI短期预后的危险因素（P<0.05）。结论：EBSI患者肠球菌属分布以屎肠球菌、粪肠球菌为主,两种肠球菌属耐药率均较高,应严格控制用药。应着重注意有糖皮质激素治疗、未选用敏感药物治疗、有休克、有导管或其他人工装置的患者,以改善EBSI患者短期预后。