克罗诺杆菌属O抗原分型系统的建立及多样性形成机制研究

发布时间：2018-06-09 02:11

  本文选题：O抗原 + 克罗诺杆菌属　； 参考：《南开大学》2012年博士论文

【摘要】：克罗诺杆菌属是最近新分类的一个属，目前包括7个命名的种——Cronobacter sakazakii, C. malonaticus, C. muytjensii, C. dublinensis, C.turicensis, C. condimenti,和C. universalis。克罗诺杆菌属是一种重要的食源性致病菌，在多种食物中均分离到该属菌株。克罗诺杆菌属可导致任何年龄层人群的疾病，尤其是免疫力低下的婴幼儿和老人，，能够引起严重的坏死性小肠结肠炎、败血症和脑膜炎。尽管感染率低，但治愈率低且致死性强（在受感染的儿童中死亡率可高达33％-80%），已导致多起的脑膜炎和坏死性肠炎的散发和暴发。除C. universalis，其他6种克罗诺杆菌属都有临床感染的报道。C. sakazakii因其在临床上分离的最多，临床意义大而成为Cronobacter属中最重要的一种菌。 O抗原是热稳定抗原，位于革兰氏阴性菌表面，是脂多糖的重要组分。O抗原具有很强的免疫原性并且是一些噬菌体的作用位点，这些因素使其受到较强的选择压力并导致O抗原具有高度的多样性。O抗原重复单元是高度变化的，这为革兰氏阴性细菌的血清分型提供基础。负责O抗原合成的基因簇通常位于细菌染色体特定位置，O抗原的多样性主要是由于O抗原基因簇的遗传学多样性造成的。O抗原基因簇中的基因可以被分为3类：单糖合成酶基因、糖基转移酶基因和寡糖单位处理酶基因。 血清学分型为细菌分类奠定了基础，其在细菌的流行病学调查和预防控制方面具有重要的意义。目前，克罗诺杆菌属的O抗原分型信息很少。在本研究中，我们对从不同分离地搜集到的134株Cronobacter菌株进行了鉴定，其中119株菌鉴定为C. sakazakii菌株，基于这119株C. sakazakii菌株，我们建立了一套血清学分型方法，将这119株菌分为7种血清型（O1-O7）。7种血清的效价都高达640。O2和O6血清较特异，O4血清和O1抗原、O7血清和O6抗原之间有非特异性凝集反应，O1、O3和O5类似一个血清群，彼此之间均有交叉反应，需要相互吸收才能得到特异的血清型血清。所有的119株C. sakazakii菌都分到了这7个血清型中，其中O1和O2血清型包含的菌株最多，占到菌株总数的69.7%。我们同时对C. sakazakii的O抗原基因簇进行了限制性酶切多态性分析（RFLP），结果显示，RFLP的分型结果与血清的分型结果完全一致，这也进一步证明了血清学分型系统是准确的。本研究建立的C. sakazakii的血清学分型系统将为克罗诺杆菌属的菌株分型提供基础。 本研究还针对整个克罗诺杆菌属的O抗原进行了系统的研究。在本研究中，我们确定了克罗诺杆菌属的12个新的O血清型，分别为C. sakazakii O3-O7血清型、C. dublinensis O1-O3血清型、C. turicensis O2-O3血清型、C. muytjensii O2血清型和C. malonaticus O1血清型。并完成了这些血清型的O抗原基因簇的破译和10个O抗原结构解析。从整体上分析了克罗诺杆菌属O抗原基因簇的基本特征和特殊特征，深入分析O抗原结构和O抗原基因簇之间的对应关系，并预测了部分罕见单糖的合成途径。本研究发现，某些克罗诺杆菌属的O抗原基因簇与大肠杆菌相似，例如C. malonaticus O1和E. coli O29，C. sakazakii O4和E.coli O103之间，并且这些O抗原内部的基因的相似性明显低于克罗诺杆菌属和大肠杆菌持家基因之间的相似性，这意味着O抗原承受更大的选择压力。此外，分析显示在克罗诺杆菌属属的不同种之间，存在着5对相似的O抗原基因簇，这意味着这些共享的O抗原类型可能具有共同的祖先并随着种分化而分化形成，这些O抗原类型可能更适应克罗诺杆菌属的生存环境。本研究在获得克罗诺杆菌属O抗原基因簇序列的基础上，筛选获得了克罗诺杆菌属O抗原特异基因，并建立了基于特异PCR的克罗诺杆菌属O血清型分型系统，特异引物保守性、特异性和灵敏度试验的结果显示，筛选到底特异引物准确、特异，DNA灵敏度可达到0.01ng，纯菌灵敏度达到103CFU。 总之，本研究首次建立了克罗诺杆菌属O抗原分型系统，从整体性分析了不同类型克罗诺杆菌属O抗原基因簇及结构信息，揭示了克罗诺杆菌属O抗原多样性特征，并建立了基于特异PCR的克罗诺杆菌属O抗原分型方法。这将更好地帮助我们理解克罗诺杆菌属的O抗原多样性形成机制，理解克罗诺杆菌属O抗原与致病性的关系，为克罗诺杆菌属的菌株分型、监测及流行病学调查提供技术支持和理论基础。
[Abstract]:Crohn ' s genus is one of the most recently taxonomic genera and currently includes 7 named species , such as sakazakii , C . cataraticus , C . muytjensii , C . duboensis , C . turicensis , C .

O - antigen is a heat stable antigen , which is located on the surface of gram - negative bacteria and is an important component of lipopolysaccharide . The O - antigen has strong immunogenicity and is the active site of some ages . These factors are highly variable , which is the basis for the serotyping of Gram - negative bacteria . The gene cluster responsible for the synthesis of O - antigen is usually located at the specific position of bacteria chromosome , and the diversity of O - antigen is mainly due to the genetic diversity of O - antigen gene cluster . The gene in O - antigen gene cluster can be divided into three classes : monosaccharide synthetase gene , glycosyltransferase gene and oligosaccharide unit processing enzyme gene .

All 119 strains of C . sakazakii were identified as C . sakazakii strain .

In this study , we identified 12 new O serotypes of Crohn ' s genus , which were C . sakazakii O3 - 7 serotype , C . dulaensis O1 - O3 serotype , C . turicensis O2 - O3 serotype , C . muytjensii O2 serotype and C .

In conclusion , this study first established the O - antigen typing system of Crohn ' s bacterium , and analyzed the genetic clusters and structural information of O - antigen of different types of Crohn ' s bacterium from the whole , revealed the characteristics of O - antigen diversity of Crohn ' s bacterium , and established a specific PCR - based method for the classification of O - antigen diversity . This would better help us understand the mechanism of O - antigen diversity in the genus Crowe , understand the relationship between O - antigen and pathogenicity of Crohn ' s bacterium , provide technical support and theoretical basis for the classification , monitoring and epidemiological investigation of strains of Crohn ' s .
【学位授予单位】：南开大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R392.2

【参考文献】

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1 张波,李淑琴,陈冠军,黄翠芬,张兆山;肠毒素大肠杆菌定居因子抗原基因CFA-I在痢疾杆菌中的表达[J];生物化学与生物物理学报;2001年03期

2 胡连霞;张伟;张先舟;袁耀武;张蕴哲;张会彦;马晓燕;苏旭东;;改良环介导等温扩增技术快速检测婴儿配方奶粉中的阪崎肠杆菌[J];微生物学报;2009年03期

本文编号：1998331