小肠结肠炎耶尔森菌强毒力岛（HPI）在ETEC、EPEC和EAggEC中的分布性研究

发布时间：2020-05-15 11:22

【摘要】： 毒力岛(pathogenicity island，PAI)是近年来医学细菌学领域出现的一个新概念，它存在于许多肠道菌群中，可能与新病原菌的出现和细菌毒力进化有关。耶尔森菌属的强毒力岛(high pathogenicity island，HPI)编码铁载体耶尔森菌素介导的铁摄取系统，是耶尔森菌毒力的重要遗传单元。最近在致泻性大肠菌中发现了强毒力岛的存在，但在致泻性大肠杆菌中的具体分布及获得的原因仍不清楚，因此，本文着重从三个方面研究耶尔森菌强毒力岛在大肠杆菌ETEC、EPEC和EAggEC中的分布和摄铁功能。一、小肠结肠炎耶尔森菌强毒力岛HPI结构基因在ETEC、EPEC和EAggEC中国分离株的分布及完整性的研究采用PCR和DNA原位杂交以及DNA序列分析的方法，检测了109株致病性大肠杆菌中国分离株，其中包括93株ETEC、10株EPEC和6株EAggEC中的HPI功能核心区(irp9-irp8-irp7-irp6-ybta-irp2-irp1-irp3-irp4-irp5-fyua)11个片段的基因，发现HPI的这11个结构基因在ETEC、EPEC和EAggEC的阳性率依次为32.25％(30／93)、30％(3／10)和83.33％(5／6)。另外研究发现irp1-5，irp9和ybta在所研究的菌中分布较为稳定，fyua、irp6、irp7和irp8在ETEC、EPEC和EAggEC的分布明显不同，其中在毒力岛结构基因阳性的30株ETEC中除14株(46.67％)存在11个完整的结构基因外，其余16株中有fyua、irp6、irp7和irp8的缺失，其缺失率分别依次为33.33％(10／30)、36.67％(13／30)、53.33％(16／30)和10％(3／30)，而EPEC和EAggEC中没有fyua、irp6、irp7和irp8的缺失。另外对随机挑选的ETEC_72以及EPEC_2和EAggEC_3(下标数字为本次研究对三型大肠杆菌的编号)的irp1、irp2和fyua进行了核苷酸测序，发现这些序列的同源性高达99％，这个结果说明毒力岛除部分ETEC的fyua、irp6、irp7和irp8基因外，irp2-fyua基因簇在大部分ETEC、EPEC和EAggEC中是相对保守的。。对基因ybta进行核苷酸测序显示，ybta在ETEC、EPEC和EAggEC之间的同源性为100％，可初步推断大肠杆菌中的毒力岛也有合成耶尔森菌素的功能。二、ETEC、EPEC和忍峻沪厂中HPI在染色体中的位置界定采用 PCR扩增和 DNA测序的方法，对 38株大肠杆菌中吵阳性菌株的毒力岛左端（asn－tRNA．intB）进行检测，，发现在这些菌中除2株ETEC外，其余ZS株 ETEC、3株EPEC和 5株EAggEggEC都检测到了。n－tRNA基因，说明在本次研究的大肠杆菌中的毒力岛与耶尔森菌的毒力岛一样都整合到该位点，山此可认为大肠杆菌中的毒力岛也是山P4样噬菌体水平转移而来；但是这些asn－tRNA的长度不尽相同，在28株asn－tRNA－intB基因阳性的ETEC中有10株，3株EPEC中有1株的 asn－tRNA比耶尔森菌的该片段的intB基因部分（长为1393hp）少了约300hp左右，这个片段的缺损可能是毒力岛在转移过程或在整合到染色体的过程中被修饰。三、ETEC、EPEC和uggEC中HPI的摄铁功能的初步研究采用SDS－PAGE对所有HP阳性菌株进行了检测，发现在不同浓度的铁鳌合剂作用下毒力岛会表达一些区别于耶尔森菌的HMWPI和HMWPZ的蛋白，只有在鳌合剂的浓度在 0．ZnM、0．4InM时毒力岛才表达HMWPI和 HMWPZ，这说明毒力岛只有在一定的缺铁状态下才会发挥它特有的摄铁功能；而对于另外一些不表达 HMHP和 HMWPZ 的细茵，它们能够在缺铁状态下生存，可能存在除毒力岛之外的另一个摄铁系统。本次研究首次在国内对大肠杆菌中强毒力岛的核心区的所有片段进行了检测，并发现耶尔森菌强毒力岛相对稳定的结构存在于 ETEC、EPEC和 EAggEC 中；这些毒力岛大部分都整合到asn－tRNA位点，说明大肠杆菌中的毒力岛是水平转移而来。另外首次发现毒力岛在不同浓度的铁鳌合剂作用下表达不同于 HMWP和 HMWPZ的摄铁蛋白，大肠杆菌中除毒力岛外可能还存在另外一个摄铁系统。本次从毒力岛结构的检测到摄铁功能的初步研究，证实毒力岛以不同的结构类型广泛存在于各种大肠杆菌中，而且在一定条件下存在明显的摄铁功能，这对于进一步研究毒力岛的转移机制和功能以及细菌毒力进化和细菌致病性的提供了有力的证据。
【图文】：

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irP‘在部分ETEC中未检测到外，其余儿个基因均同时存在于这二种菌株中(见表1一2和1一3)。n个结构基因的扩增产物的长度与小肠结肠炎耶尔森菌的相应PCR片段一致。结果见图1一2一12。表1一ZETEC中儿”介忿iao:8撇石“，阳性菌株所携带的基因片段的检测结果菌株strains基因州‘段(fr吧mentgene)沙石叩夕叩8叩9泊ta介了月叩]即3叩4叩J户ua十十+十十++十十十十十++++十++++++++++++++++十十+十++++++++++十++十十+十++++++++十十++十+十十十+十++十十十十十+十十十十十十++++++++++++++++十++++++++++于++十十十十十十十十++十+十+十十+++++十+十+++++++十+++十++++十十+十十+十十十++十汁十十+++十++斗+斗十+++十+++十+十十十+十十++++++十+++++十+十+++++十++十+++++十+十十ETEC18ErrECZIETEC24E户TEC28ETEC34ETEC40ETEC41ETEC42ETEC46ETEC47ETEC48ErfEC49ErrEC52ETEC53ETEC55ETEC57ETEC58ETEC59ETEC60ETEC61ET王C62ETEC72ETEC74El，EC76ETEC78ETI:C80+l6

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【学位授予单位】：第一军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：R346

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