近5年來國內(nèi)外重要病原微生物研究現(xiàn)狀與發(fā)展動(dòng)態(tài)

人類建立的兩組抗生素和疫苗紀(jì)念碑極大地減少了傳染病的風(fēng)險(xiǎn)。20世紀(jì)70年代末,人類在取得消滅天花、脊髓灰質(zhì)炎、麻疹的勝利之后普遍感到樂觀,認(rèn)為依靠抗生素與疫苗這兩件武器,消滅人類傳染病似乎是指日可待的事。然而近30多年來,傳染病不是少了而是多了,又出現(xiàn)了40余種“新現(xiàn)傳染病”(emerginginfectiousdiseases,EID),例如艾滋病、腸出血性大腸埃希菌O157∶H7感染、SARS、埃博拉出血熱等。一些過去曾經(jīng)消滅或基本得到控制的傳染病,如結(jié)核病、血吸蟲病等又卷土重來,被稱為“再現(xiàn)傳染病”(reemerginginfectiousdiseases)。這些新現(xiàn)和再現(xiàn)傳染病向人們表明,人類社會(huì)的發(fā)展將可能永遠(yuǎn)伴隨著各種病原微生物的危害以及與各種傳染病的斗爭。因此,人類必須不斷加深對(duì)病原微生物的認(rèn)識(shí),必須不斷完善對(duì)付病原微生物的手段,才能在與傳染病的斗爭中不斷取得新的突破。1國內(nèi)外重要的微生物原生動(dòng)物研究1.1hbv基因變異近年來對(duì)HBV顆粒結(jié)構(gòu)有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí),對(duì)HBV的生活周期有了更多的了解;發(fā)現(xiàn)了一些HBV侵入肝細(xì)胞的抑制劑,為抗病毒藥物的研究提供了新思路;初步建立了幾種HBV體外感染細(xì)胞模型和小動(dòng)物(樹鼩)模型;鑒定了幾種HBV表面蛋白進(jìn)入相關(guān)結(jié)構(gòu)域,以及HBV進(jìn)入相關(guān)分子;對(duì)HBV的基因變異及其意義[如HBVRT基因的耐藥突變、HBV前C/基本核心啟動(dòng)子(BCP)區(qū)突變、HBV基因變異對(duì)CTL抗原表位的影響、HBVcccDNA與乙型肝炎慢性化、HBV病毒蛋白的反式調(diào)節(jié)作用等]有了更深入的認(rèn)識(shí)。我國學(xué)者利用從慢性乙肝患者中分離的HBV毒株,克隆了其全基因組序列,對(duì)病毒的復(fù)制及其致病機(jī)制等有了新的認(rèn)識(shí);闡明了PD-1、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、Th17、樹突狀細(xì)胞等免疫分子和免疫細(xì)胞在乙肝免疫發(fā)病機(jī)制中的作用以及與疾病進(jìn)展的關(guān)系;建立了復(fù)制性HBV全基因轉(zhuǎn)基因小鼠和標(biāo)記熒光素酶的HBV/HCV基因組體內(nèi)長期穩(wěn)定表達(dá)的小鼠模型;乙肝治療性疫苗“乙克”已完成Ⅱ期臨床試驗(yàn),目前正在進(jìn)行Ⅲ期臨床研究。1.2hcv核心蛋白的結(jié)構(gòu)與功能盡管HCV很難被直接觀察到,也無法在體外進(jìn)行有效的培養(yǎng),但通過異源表達(dá)系統(tǒng)、黑猩猩體內(nèi)感染的功能性cDNA克隆、復(fù)制子系統(tǒng)、假病毒(膜表面為功能性HCV包膜蛋白的反轉(zhuǎn)錄病毒顆粒,HCVpp),以及HCVcc(細(xì)胞培養(yǎng)來源的HCV)等手段,對(duì)HCV的受體、侵入細(xì)胞的機(jī)制以及病毒復(fù)制周期等均有了長足了解,基本明確了病毒結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白的結(jié)構(gòu)與功能,證實(shí)了HCV核心蛋白除作為核衣殼蛋白參與組裝病毒顆粒外,還參與調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡、脂代謝、轉(zhuǎn)錄以及抗原呈遞等作用,與干擾素抵抗也有密切關(guān)系。1.3hiv反式轉(zhuǎn)錄激活因子以往認(rèn)為HIV感染的致病機(jī)制是免疫損傷緩慢進(jìn)行的過程。最近的研究則顯示,導(dǎo)致艾滋病的機(jī)制始于感染后的最初數(shù)周至數(shù)月,急性感染期大量病毒復(fù)制,使淋巴外組織的CD4+T細(xì)胞嚴(yán)重缺失,同時(shí)使機(jī)體處于一種持續(xù)的機(jī)能亢進(jìn)狀態(tài),CD4+T細(xì)胞增殖顯著升高,細(xì)胞的平均壽命顯著縮短。這一方面可以在感染初期使得細(xì)胞快速再生以避免免疫系統(tǒng)崩潰,但同時(shí)也不斷地給病毒提供了感染所需要的新的靶細(xì)胞,并逐步導(dǎo)致細(xì)胞再生能力受損,最終打破脆弱的機(jī)體穩(wěn)態(tài),導(dǎo)致艾滋病的發(fā)生。對(duì)HIV反式轉(zhuǎn)錄激活因子(TAT蛋白)的最新研究結(jié)果表明,它不僅在HIV的基因表達(dá)及其致病中起著重要作用,而且因其具有細(xì)胞膜穿透肽(CPP)的活性,所以有可能通過TAT來轉(zhuǎn)運(yùn)其他蛋白或藥物穿過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。我國學(xué)者近年來在艾滋病的病原學(xué)和流行病學(xué)、發(fā)病和免疫機(jī)制、診斷試劑和方法、防治策略(包括行為干預(yù))等方面開展了卓有成效的研究,特別是在疫苗研制領(lǐng)域有較好進(jìn)展。目前在研的艾滋病疫苗種類主要包括亞單位疫苗、活載體疫苗、DNA疫苗,同時(shí)還開展了以馬傳染性貧血病毒為代表的慢病毒疫苗機(jī)制及其在HIV疫苗研制中的應(yīng)用等研究。我國研制的DNA-天壇痘苗復(fù)合型艾滋病疫苗目前已完成Ⅰ期臨床試驗(yàn),得到肯定結(jié)果;具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的抗艾滋病新藥“艾博衛(wèi)泰”獲中美等國授權(quán),Ⅰ期臨床試驗(yàn)進(jìn)展順利。1.4耐藥基因檢測(cè)MTB為胞內(nèi)寄生菌,已證實(shí)其可通過3種方式干擾抗原呈遞細(xì)胞(APC)呈遞MTB抗原、刺激巨噬細(xì)胞分泌免疫抑制性細(xì)胞因子等,以利于其自身在胞內(nèi)的持久生存,這三種方式分別是影響APC表面受體識(shí)別及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),干擾吞噬溶酶體(內(nèi)體)的形成和成熟,以及抑制MHCⅡ類分子呈遞抗原。對(duì)MTB持續(xù)感染期的分子機(jī)制,以及MTB耐藥(尤其是耐多藥)的分子機(jī)制有了更深入的了解,明確了一些耐藥基因,并建立了相應(yīng)的耐藥基因檢測(cè)方法。MTB潛伏感染小鼠模型已經(jīng)建立,耐藥動(dòng)物模型和持留菌模型也在完善評(píng)價(jià)之中。我國目前已完成多種MTB特異性抗原的克隆、表達(dá)和鑒定;成功構(gòu)建了多種重組BCG(rBCG);將rBCG、特異性蛋白與佐劑聯(lián)合應(yīng)用、表位嵌合基因重鑄天然蛋白分子(ECANS)、多價(jià)DNA疫苗以及治療性疫苗等一系列新型結(jié)核疫苗的探索正在進(jìn)行之中。其中,rBCG已初步完成臨床前的藥效學(xué)評(píng)價(jià)和安全性評(píng)價(jià),有望近期進(jìn)入臨床評(píng)價(jià)。亞單位疫苗已通過小鼠和豚鼠的初步藥效學(xué)評(píng)價(jià)和部分安全性評(píng)價(jià),有望在近年進(jìn)入臨床研究。用于MTB潛伏感染的滅活分枝桿菌疫苗也取得階段性成果,完成了Ⅰ期臨床試驗(yàn),將于近期啟動(dòng)Ⅱ期臨床研究。1.5青海湖人用致病性疫苗近年來禽流感病毒和甲型H1N1流感病毒的感染流行造成的危害受到廣泛關(guān)注。我國在這一領(lǐng)域投入了大量人力和物力,對(duì)這兩種病毒進(jìn)行了深入研究。包括病毒的分離鑒定、分子流行病學(xué)調(diào)查、遺傳與突變、重組與變異、快速檢測(cè)與診斷、抗病毒治療、中草藥抗病毒作用、消毒隔離、疫苗研制等,并取得了重要突破,特別是研究證明中國青海湖候鳥的遷徙與禽流感流行有關(guān),引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。2008年4月,我國人用禽流感病毒滅活疫苗的注冊(cè)和生產(chǎn)申請(qǐng)獲得國家食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn),使我國成為繼美國之后第2個(gè)具備人用禽流感疫苗制備技術(shù)和生產(chǎn)能力的國家。2009年9月,國家食品藥品監(jiān)督管理局頒發(fā)了甲型H1N1流感疫苗的批準(zhǔn)文號(hào),這也是全球首個(gè)獲得生產(chǎn)批號(hào)的甲型H1N1流感疫苗。1.6黃病毒受體與輔助受體的細(xì)胞許多蟲媒病毒,特別是黃病毒屬病毒(如乙型腦炎病毒、蜱傳腦炎病毒、黃熱病毒和登革病毒等)都是嚴(yán)重威脅人類健康的病原體。E蛋白是黃病毒的主要結(jié)構(gòu)蛋白,不同黃病毒E蛋白之間具有相似的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn),在已經(jīng)測(cè)定的蜱傳腦炎病毒和登革病毒E蛋白(1～395位氨基酸)的晶體結(jié)構(gòu)中,β-折疊占絕大多數(shù),在空間上形成了3個(gè)不同的結(jié)構(gòu)域(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ區(qū)),分別包含著許多與病毒對(duì)宿主細(xì)胞嗜性,與宿主細(xì)胞表面受體結(jié)合或與宿主細(xì)胞膜融合,以及與病毒致病性相關(guān)的抗原位點(diǎn);目前對(duì)于黃病毒受體和輔助受體仍不十分明確,但研究顯示多種細(xì)胞表面分子如氨基葡聚糖類(GAGs)、表達(dá)于樹突狀細(xì)胞表面的甘露糖特異的C型凝集素(DC2SIGN)、甘露糖調(diào)節(jié)蛋白78(GRP78/BiP)、與脂多糖連接的CD14相關(guān)分子等均與黃病毒進(jìn)入細(xì)胞有關(guān),可能是相應(yīng)病毒的受體;黃病毒毒力大多數(shù)都是由其基因組中特定的核苷酸序列或病毒蛋白氨基酸序列所決定的,基于黃病毒E蛋白的高級(jí)結(jié)構(gòu),通過利用中和逃逸突變株、感染性cDNA克隆定點(diǎn)突變、由感染性cDNA克隆構(gòu)建的病毒嵌合體及病毒空斑純化等方法確定了E蛋白中存在許多可影響病毒神經(jīng)毒力和神經(jīng)侵襲力的單一氨基酸,并分為幾個(gè)不同的病毒毒力決定簇。2軍隊(duì)對(duì)重大致病性微生物的重要成就2.1e2蛋白突變體對(duì)hcv感染、抗體的抑制率Shao等和Chen等開展了基于HCV包膜蛋白結(jié)構(gòu)優(yōu)化的丙肝疫苗研究,通過觀察不同基因型E2蛋白刺激B細(xì)胞的效應(yīng)差異,揭示了HCV感染無力誘導(dǎo)中和抗體應(yīng)答這一現(xiàn)象的關(guān)鍵機(jī)制;在此基礎(chǔ)上對(duì)E2蛋白中的CD81結(jié)合位點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)突變,篩選出消除了CD81結(jié)合活性的完整E2突變體;進(jìn)一步利用真核系統(tǒng)表達(dá)的E2蛋白突變體免疫動(dòng)物,結(jié)果表明其可刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性的體液免疫和細(xì)胞免疫應(yīng)答。Chen等研制的“模擬抗原乙肝治療性疫苗”已被批準(zhǔn)進(jìn)行Ⅱ-Ⅲ期臨床試驗(yàn)。2.2中和抗體的表達(dá)調(diào)控Li等和Wang等對(duì)我國HIV基因變異規(guī)律和分子進(jìn)化以及HIV致病機(jī)制進(jìn)行了多方面研究,發(fā)現(xiàn)了大量我國HIV新型變異毒株,初步闡明了HIV與APOBEC3G蛋白的相互作用,構(gòu)建了感染性克隆,對(duì)中和抗體表位進(jìn)行了篩選和鑒定。Jiang等探索了細(xì)胞質(zhì)環(huán)境中Vpu對(duì)HIV-1Env的調(diào)控機(jī)制,闡明了HIV-1LTR等調(diào)控序列對(duì)結(jié)構(gòu)基因gag的表達(dá)調(diào)控作用;探索了將細(xì)胞因子(IL-2、IL-6、IFN-α等)作為免疫佐劑應(yīng)用于艾滋病疫苗研制的新方法;提出了基于HIV巨分子顆粒對(duì)表位進(jìn)行分子設(shè)計(jì)并輔以生物信息模擬,以真核DNA表達(dá)載體和重組雞痘病毒載體構(gòu)建艾滋病基因工程治療、預(yù)防兩用候選疫苗等策略;并在建立艾滋病治療性疫苗細(xì)胞和小鼠評(píng)價(jià)模型基礎(chǔ)上,在國內(nèi)最早開展了該治療性疫苗的猴體免疫與攻毒保護(hù)實(shí)驗(yàn)研究。2.3菌株鑒定和藥敏試驗(yàn)Bai等和Shi等在完成多種MTB特異性抗原的克隆、表達(dá)和鑒定的基礎(chǔ)上,成功構(gòu)建了多種rBCG、DNA疫苗以及重組恥垢分枝桿菌治療性疫苗,并對(duì)這些候選疫苗的免疫學(xué)特性進(jìn)行了深入研究。Wu等和Liang等克隆、表達(dá)、純化了19種MTB基因和蛋白,分別評(píng)價(jià)了其血清學(xué)診斷價(jià)值,篩選出靈敏度高、特異性強(qiáng)、具有互補(bǔ)性的抗原,研制了診斷用ELISA檢測(cè)試劑盒和蛋白質(zhì)芯片;研究了分枝桿菌菌種分子鑒定的方法和試劑,使臨床分離株或臨床標(biāo)本中常見的分枝桿菌快速鑒定到種,提高了正確診斷率;在建立MTB耐藥菌株庫和基因庫的基礎(chǔ)上,建立了一系列快速、有效的分枝桿菌分子藥敏試驗(yàn)方法;構(gòu)建了8種DNA疫苗、4種rBCG和18種重組蛋白疫苗,評(píng)價(jià)了這些候選疫苗的免疫原性、保護(hù)效力和治療效果,已證實(shí)其中2種DNA疫苗單獨(dú)或聯(lián)合治療小鼠耐藥結(jié)核病具有明顯療效。2.42致死條件分析近年來在我國江蘇和四川分別爆發(fā)了2型豬鏈球菌的人際間感染流行,提示出現(xiàn)了高致病性的豬鏈球菌變異株。Tang、Chen、Li等報(bào)道了2型豬鏈球菌引發(fā)的毒性休克綜合征,對(duì)其保護(hù)性抗原進(jìn)行了鑒定及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;通過比較基因組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了高致病性2型豬鏈球菌分離株中存在“89K致病島”;通過基因敲除技術(shù)鑒定了2型豬鏈球菌的致病性正調(diào)控基因SalK/SalR和致病性負(fù)調(diào)控基因CovR,并發(fā)現(xiàn)細(xì)胞表面蛋白定位酶srt基因通過調(diào)控表面MRP蛋白和Sao蛋白從而影響到細(xì)菌的致病性;利用小鼠模型比較了我國與國際流行的不同主要序列型菌株,發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)細(xì)胞因子產(chǎn)生能力的差異,提出了關(guān)于豬鏈球菌致病的“兩階段學(xué)說”。2.5中國大鼠疫苗除上述提及的幾種重要病原外,“十一五”期間軍隊(duì)對(duì)鼠疫耶爾森菌、炭疽桿菌、幽門螺桿菌、漢坦病毒等的研究也取得了重要成果。Li等和Geng等通過基因組學(xué)和比較基因組學(xué)研究,建立了鼠疫菌基于差異片段基因分型的新技術(shù),建立了鼠疫菌基因組多態(tài)性數(shù)據(jù)庫,利用SNPs分析勾勒了鼠疫菌在我國的演化及其在世界的播散,并從宿主和病原相互作用的角度在轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)水平探索了鼠疫菌的致病機(jī)制。Ren等完成了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基因工程炭疽疫苗的全部臨床前工作,結(jié)果表明該疫苗安全有效,質(zhì)量可控,具備規(guī)?；a(chǎn)能力,2009年獲軍隊(duì)特需藥品一類新藥臨床批文,這是軍隊(duì)實(shí)施藥品管理法以后批準(zhǔn)人體研究的第一個(gè)預(yù)防用生物制品。Shi等率先研制成功具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“口服重組幽門螺桿菌疫苗”,標(biāo)志著我國原創(chuàng)性疫苗研究的科技攻關(guān)取得重大突破。Xu等研制的“注射用抗腎綜合征出血熱病毒單克隆抗體”已完成Ⅲ期臨床試驗(yàn),結(jié)果表明用該制劑治療急性期腎綜合征出血熱患者,安全性好,療效確切,并優(yōu)于常規(guī)藥物治療,目前正在申報(bào)國家一類新藥證書,該項(xiàng)目的完成對(duì)平、戰(zhàn)時(shí)出血熱的緊急預(yù)防和治療具有重要的實(shí)用價(jià)值。3軍事微生物專業(yè)發(fā)展基本思路3.1大力推進(jìn)生物領(lǐng)域的自主創(chuàng)新,保持科研規(guī)模的持續(xù)發(fā)展“十二五”期間,軍隊(duì)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)專業(yè)應(yīng)以“科學(xué)發(fā)展觀”、新時(shí)期軍事戰(zhàn)略方針和“科技強(qiáng)軍”為指導(dǎo),圍繞國家和軍隊(duì)的重大需求,大力推進(jìn)微生物學(xué)領(lǐng)域的自主創(chuàng)新,充分發(fā)揮醫(yī)學(xué)微生物學(xué)在提高衛(wèi)勤保障水平中的作用,保持科研規(guī)模、水平、效益的協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展。3.2加大科技合作和成果轉(zhuǎn)化力度,努力提高科技創(chuàng)新能力軍隊(duì)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)領(lǐng)域應(yīng)努力培養(yǎng)和造就一支具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力的科技人才隊(duì)伍,建設(shè)和完善一批功能先進(jìn)、配套的科研基地和技術(shù)平臺(tái),組織申報(bào)和落實(shí)重大項(xiàng)目,取得一批具有原始創(chuàng)新和重要應(yīng)用前景的科研成果,提高科技成果轉(zhuǎn)化率和科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率,力爭在若干重大前沿、主流領(lǐng)域的研究中取得重要進(jìn)展和突破。3.3微生物應(yīng)用研究①微生物學(xué)基礎(chǔ)研究,主要包括重要病原微生物的基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)研究,重要病原微生物的變異與耐藥機(jī)制研究,重要病原微生物的致病物質(zhì)、致病機(jī)制及免疫機(jī)制研究等。②微生物學(xué)應(yīng)用基礎(chǔ)研究,主要包括重要病原微生物的生活周期