志賀菌分為4個(gè)群,其中福氏志賀菌(Shigella flexneri, S. flexneri)是發(fā)展中國家引起細(xì)菌性腹瀉的主要病原菌。根據(jù)O-抗原的不同,福氏志賀菌至少可以分為19種血清型。O-抗原上四糖骨架中特定糖的糖基化或/和乙�；�、以及磷酸乙醇胺(Phophoethanolamine, PEtN)修飾形成了其血清型的多樣性。這種O-抗原的修飾是由血清型轉(zhuǎn)換噬菌體和質(zhì)粒所介導(dǎo)的。糖基化和乙�；揎検怯裳逍娃D(zhuǎn)換噬菌體所介導(dǎo)的；而磷酸乙醇胺修飾是由質(zhì)粒攜帶的opt基因?qū)EtN基團(tuán)連接到四糖骨架上2號(hào)或3號(hào)位的鼠李糖(RhaⅡ, RhaⅢ)上完成的。我們實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)有兩種opt基因,分別是pSFXv_2質(zhì)粒攜帶的optll和pSFyv_2質(zhì)粒攜帶的optⅢ。optⅡ優(yōu)先修飾RhaⅡ形成Xv血清型,optⅢ優(yōu)先修飾RhaⅢ形成Yv和4av血清型。 新的血清型Xv于2000年首先在河南出現(xiàn),隨后其分離率逐漸升高,于2002—2006年間取代2a血清型成為河南省的優(yōu)勢血清型。Xv血清型在中國的甘肅省、安徽省以及其他省份也相繼出現(xiàn),并一度成為當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢血清型。我們以前的研究發(fā)現(xiàn),我國分離的Xv血清型菌株為序列型91(sequence type, ST91). ST91也是我國福氏志賀菌的優(yōu)勢序列型。通過對(duì)我國分離的Xv血清型菌株2002017(ST91)測序發(fā)現(xiàn),它的基因組含有血清型轉(zhuǎn)換噬菌體SfX,并通過pSFXv_2質(zhì)粒攜帶的opt基因?qū)-抗原進(jìn)行PEtN修飾,轉(zhuǎn)換為新的Xv血清型。通過測序還發(fā)現(xiàn),它獲得了志賀菌耐藥島(Shigella resistance locus, SRL)和Tn7耐藥島。SRL和Tn7島攜帶多種耐藥基因。與首次發(fā)現(xiàn)并命名SRL島的日本菌株YSH6000相比,我國分離的福氏志賀菌2002017的SRL島有兩個(gè)特征,一是在SRL島上額外插入了1個(gè)編碼四環(huán)素耐藥蛋白的tet基因簇,所以在2002017上有2個(gè)與四環(huán)素耐藥相關(guān)的基因簇；二是沒有YSH6000上編碼轉(zhuǎn)鐵系統(tǒng)(ferric transport system)的fec基因簇。2002017的Tn7島序列與2457T(血清型2a,ST86)、Sf301(2a, ST18)、Sf8401(5b, ST93)和YSH6000(2a)菌株的相同,序列較為保守。 目前對(duì)福氏志賀菌優(yōu)勢克隆群的基因組進(jìn)化及選擇壓力,新血清型在我國的流行、傳播特征均不清楚。另外國內(nèi)外也缺乏福氏志賀菌的全基因組信息,尚未建立起其進(jìn)化關(guān)系。為了揭示我國福氏志賀菌這方面的基因組特征,本研究對(duì)14種血清型的59株福氏志賀菌(包括Xv[25株],X[9株],1a[7株],1b[1株],1d[1株],2a[5株],2b[1株],3a[3株],3b[1株],4a[1株],4av[1株],4b[1株],Y[2株]和Yv[1株]),7個(gè)序列型(包括ST91[50株],ST109[1株],ST18[3株],ST142[1株],ST143[1株],ST103[2株],ST16[1株])進(jìn)行了全基因組測序。并與已經(jīng)公布序列的5株福氏志賀菌(2002017,Sf301,2457T,Sf8401和M90T)的基因組序列一起進(jìn)行分析。通過掃描64株菌基因組上的耐藥島及耐藥基因后發(fā)現(xiàn),ST91序列型自20世紀(jì)90年代初期(1993年)開始出現(xiàn),通過獲得SRL和Tn7兩個(gè)多重耐藥島以及喹諾酮類藥物的耐藥基因gyrA上2個(gè)非同義突變,最終成為我國的優(yōu)勢克隆群�；诤诵幕�(core genome)上的1,790個(gè)高質(zhì)量單核苷酸位點(diǎn)(single-nucleotide polymorphism, SNP)構(gòu)建的BEAST進(jìn)化樹顯示,Xv血清型菌株形成了各自獨(dú)立起源且分化時(shí)間不同的3個(gè)基因組群(genome cluster)。其中,群1是河南省的優(yōu)勢群,分化時(shí)間最早,為1999年,并在其他兩個(gè)省份廣泛傳播。隨后群3(安徽省的優(yōu)勢群)和群2(甘肅省的優(yōu)勢群)相隔1年相繼分化。提示Xv血清型的3個(gè)群具有多地起源和地域性的特征。 我們通過對(duì)59株菌的opt基因序列分析發(fā)現(xiàn),所有25株Xv血清型菌株均攜帶optⅡ基因,1株Yv血清型菌株攜帶optⅢ基因,3株X血清型菌株攜帶失活的optⅡ基因,其他菌株均未攜帶opt基因。與2002017攜帶的optⅡ相比,25株Xv菌株攜帶的optⅡ基因序列存在3種變化,有1個(gè)或2個(gè)堿基的差異。Yv血清型菌株攜帶的optⅢ基因與HN006菌株攜帶的optⅢ序列相差1個(gè)堿基。3株X血清型菌株雖然也攜帶optⅡ基因,但均有1個(gè)堿基的缺失,形成了終止密碼子,導(dǎo)致了optⅡ基因的失活。所有25株Xv菌株和3株X菌株均攜帶pSFXv_2質(zhì)粒,而其他菌株均未檢測到這個(gè)質(zhì)粒。群1和群2的pSFXv_2序列高度同源,而群3的質(zhì)粒序列與其他兩個(gè)群相差15個(gè)SNP。我們通過比較Xv血清型3個(gè)群菌株的染色體、pSFXv_2質(zhì)粒及opt基因的SNP發(fā)現(xiàn),染色體和pSFXv_2質(zhì)粒上的變化具有一致性,說明質(zhì)粒和染色體具有共進(jìn)化的特征。而且群1和群2的基因組序列高度同源,可能具有共同起源,而群3是獨(dú)立起源的。 接下來為了驗(yàn)證Xv血清型3個(gè)群的地域性特征,我們挑選18個(gè)群特異性(cluster-specific) SNP位點(diǎn),使用Sequenom MassArray技術(shù),對(duì)我國分離的380株Xv血清型的菌株(河南[177株],甘肅[125株],安徽[78株])進(jìn)行SNP分型。其中包括群1的4個(gè)SNP,群2的12個(gè)SNP,群3的2個(gè)SNP。18個(gè)SNP位點(diǎn)將380株菌分為5個(gè)SNP型別(SNP genotyping, SG)。SG1包括所有未分型的菌株。SG2和SG5分別對(duì)應(yīng)基因組群1和群3。SG3和SG4對(duì)應(yīng)基因組群2,因?yàn)樵谌?特有的12個(gè)SNP位點(diǎn)中有1個(gè)位點(diǎn)(SNP14)將群2分為2個(gè)SG。分型結(jié)果顯示,SG2和SG5分別是河南省和安徽省的優(yōu)勢SG型,而SG3和SG4是甘肅省的優(yōu)勢SG型。同時(shí)SG2是我國的優(yōu)勢SG型別。除了本地優(yōu)勢SG型外,我們還發(fā)現(xiàn)SG2型在其他兩個(gè)省份廣泛傳播,說明在一個(gè)地區(qū)內(nèi)還存在地域間傳播的菌株。 對(duì)攜帶SRL和Tn7耐藥島的50株ST91、1株ST109和1株ST142菌株基因組中2個(gè)耐藥島的編碼基因及核酸序列,與參考菌株2002017及YSH6000比對(duì)后發(fā)現(xiàn),9株ST91菌株的SRL耐藥島發(fā)生了插入或缺失。其中,7株缺失了編碼四環(huán)素耐藥蛋白的tet基因；1株缺失了編碼β-內(nèi)酰胺酶的oxa-1和編碼氯霉素乙酰轉(zhuǎn)移酶的cat基因；1株在SRL島上獲得了1個(gè)編碼廣譜p-內(nèi)酰胺酶的bla TEM-1基因。所有50株ST91、1株ST109和1株ST142菌株攜帶的Tn7島的核酸序列和編碼基因與參考菌株相比未發(fā)現(xiàn)差異。說明我國ST91菌株的SRL島上發(fā)生了基因的插入和缺失,而Tn7島較為保守。另外,處于進(jìn)化早期的家系III中的1株ST18菌株雖然沒有獲得完整的耐藥島,但攜帶島上的3個(gè)耐藥基因,而家系Ⅲ中的其他3株2a血清型的ST18菌株未獲得2個(gè)島。提示在ST91成為優(yōu)勢序列型之前,ST18序列型可能在我國已經(jīng)廣泛存在,而且在獲得耐藥島的過程中發(fā)揮重要作用。另外1株分離自20世紀(jì)80年代的ST16序列型的菌株,雖然沒有攜帶SRL和Tn7耐藥島,但攜帶YSH6000上的fec轉(zhuǎn)鐵基因簇。其基因序列和分離自上世紀(jì)60年代的日本菌株YSH6000的序列完全一致。說明fec基因簇在ST91成為中國優(yōu)勢序列型及Xv新血清型流行之前,就已經(jīng)存在了。 本研究初步建立了我國福氏志賀菌的進(jìn)化關(guān)系。揭示了ST91自上世紀(jì)90年代初期開始出現(xiàn),在耐藥選擇壓力下不斷傳播,最終成為我國福氏志賀菌的優(yōu)勢克隆群。Xv血清型的3個(gè)群分別在河南省、甘肅省和安徽省獨(dú)立地獲得了攜帶opt基因的質(zhì)粒,分別完成了對(duì)O-抗原的磷酸乙醇胺修飾,成為了當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢型。同時(shí)在一個(gè)地區(qū)內(nèi)還存在一定比例的地域間傳播的菌株,與優(yōu)勢型一起造成了新血清型在當(dāng)?shù)氐牧餍�。因�?福氏志賀菌在我國的流行特征是本地優(yōu)勢型和區(qū)域間傳播共同造成的。
【學(xué)位單位】：中國疾病預(yù)防控制中心
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：R378.25
【文章目錄】：縮略詞表
論文摘要
ABSTRACT
前言
材料與方法
結(jié)果
討論
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
綜述
參考文獻(xiàn)
發(fā)表文章
附表
致謝
【相似文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 張一;袁士杰;張建群;羅學(xué)輝;;新型福氏志賀菌的研究進(jìn)展及流行現(xiàn)狀[J];中國預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志;2013年08期
2 金利勝,袁淑紅;葡萄糖銨陽性的福氏志賀菌2a型的鑒定[J];中華檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志;2002年04期
3 許學(xué)斌;易紅彬;屠麗紅;顧寶柯;陳悅;李燕婷;;一種罕見的福氏志賀菌4c型流行菌株的鑒定分析[J];檢驗(yàn)醫(yī)學(xué);2006年03期
4 李海丹;羅朝晨;謝一俊;周文革;林震宇;;福建省首次檢出福氏志賀菌4c血清型[J];海峽預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志;2007年01期
5 肖敏;易勇;毛旭虎;羅萍;聶棱;賈莉萍;魏平;王惠;敬華;鄒全明;;免疫磁分離及免疫比濁分析對(duì)福氏志賀菌的自動(dòng)快速定量檢測[J];免疫學(xué)雜志;2009年03期
6 鐘逶迤;王嵬;吳蓉榕;欒旭波;汪東籬;;福氏志賀菌4c亞型深圳分離株的病原特性及毒力基因分析[J];華南預(yù)防醫(yī)學(xué);2010年03期
7 王佳彬;;福氏志賀菌食物中毒實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)報(bào)告[J];預(yù)防醫(yī)學(xué)情報(bào)雜志;2011年09期
8 陶哲;喻書徹;;福氏志賀菌感染的發(fā)病機(jī)制和疫苗研制[J];國際兒科學(xué)雜志;2006年04期
9 靳會(huì)娟;任艷萍;盧星;陳晨;張錦;王建麗;黃麗莉;馬宏;;濟(jì)源市福氏志賀菌毒力基因分型與分析[J];中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志;2007年03期
10 靳會(huì)娟;任艷平;蘆星;陳晨;;濟(jì)源市91株福氏志賀菌的耐藥性分析[J];現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué);2007年11期
相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條
1 張楠;中國新發(fā)福氏志賀菌多重耐藥優(yōu)勢克隆群傳播和進(jìn)化的基因組分析[D];中國疾病預(yù)防控制中心;2014年
2 付華;福氏志賀菌轉(zhuǎn)錄譜在抗菌藥物作用機(jī)制研究中的應(yīng)用[D];中國疾病預(yù)防控制中心;2008年
3 羅霞;血清型轉(zhuǎn)換噬菌體介導(dǎo)的O-抗原修飾以及對(duì)福氏志賀菌毒力的影響[D];中國疾病預(yù)防控制中心;2013年
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條
1 張曙霞;福氏志賀菌血清型多重PCR分型方法的建立及應(yīng)用[D];山西醫(yī)科大學(xué);2012年
2 肖敏;免疫比濁分析結(jié)合免疫磁分離技術(shù)在福氏志賀菌自動(dòng)快速定量檢測中的初步應(yīng)用[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2009年
3 黃嬌嬌;福氏志賀菌多藥耐藥相關(guān)基因的表達(dá)與耐藥性關(guān)系研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2010年
4 師潤;人源福氏志賀菌對(duì)雞腸上皮細(xì)胞侵襲特性及其機(jī)制研究[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年
5 劉翠翠;福氏志賀菌耐藥株的轉(zhuǎn)錄組測定及sRNA差異分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2014年
6 蘇文莉;我國福氏志賀菌F4c亞型流行病學(xué)特征及變遷規(guī)律的研究[D];中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2014年
7 郭靜一;福氏志賀菌2a型301株uhpT突變體的構(gòu)建及功能分析[D];沈陽藥科大學(xué);2009年
8 趙天;黃連素抑制福氏志賀菌的作用機(jī)理及GadB蛋白功能的研究[D];江南大學(xué);2012年
9 王藝婷;福氏志賀菌血清型PCR檢測方法及血清型相關(guān)噬菌體SfX研究[D];中國疾病預(yù)防控制中心;2010年
10 陳琛;福氏志賀菌F4cv和F4s新亞型的表型及基因型特性研究[D];中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2011年
本文編號(hào)：
2883772
