结核病分子生物学研究进展
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《中华现代临床医学杂志》
结核病,1结核杆菌分子生物学基础理论的研究,2结核分枝杆菌分子生物学检测研究,【参考文献】
1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型是现代分子生物学诞生的里程碑,开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金时代。所谓分子生物学是指从分子水平研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律。医学分子生物学是其中的一个重要分支,它是以疾病为中心,用分子理论和技术来研究人类疾病的预防、诊断、治疗和发病机制等。早在19世纪,人们就已知道结核病的致病菌是结核分枝杆菌,研究人员对结核分枝杆菌的形态、生长特性等进行了充分的研究。20世纪90年代以来,随着分子生物学在医学领域取得的飞速发展,研究者也将分子生物学的原理引入了结核病实验研究范围。因而,结核病分子生物的研究也主要是从分子水平来研究结核分枝杆菌基因组、结核分枝杆菌致病机制、结核分枝杆菌耐药性机制等,再在这些理论研究的基础上开展结核分枝杆菌分子生物学检测的研究等。本文拟在结核杆菌分子生物学理论及分子生物学技术上做简单的综述。1 结核杆菌分子生物学基础理论的研究
1.1 结核分枝杆菌基因组 1998年英国Sanger中心和法国Paseteur研究所科学家合作完成了结核分枝杆菌H37Rv株的全基因组测序工作[1]。结核杆菌全基因组序列由4.41Mb(4.41529bp)组成,包括4411个基因,具有潜在编码能力的基因约有3977个,约占90.2%。有3924个开放阅读框,其中约40%有功能,44%可能有功能,16%称为孤独序列,与其他微生物的序列无相似性。基因组富含GC碱基,G+C含量高达65.6%。2001年10月,完成了对结核杆菌CDC1551全基因组的测序工作。结核分枝杆菌全基因测序工作的完成为结核病病原菌致病基因的各种研究提供了极好的机遇。
1.2 结核杆菌耐药基因的研究 20世纪中叶以来,各种抗结核药物相继问世,加之人们生活水平的提高、卫生设施的改善等,结核病的发病率持续下降。然而,结核杆菌很快对各种药物产生了耐药性,结核病在沉寂了一段时间后又死灰复燃,给结核病控制工作带来了新的挑战。从结核菌的结构本身上来讲,它具有几种抑制抗生素活性的机制。首先,它被其特有的、高疏水性的细胞壁保护,大大降低了化合物的渗透性,这就构成了结核杆菌对药物的第一道防线。另外,在结核杆菌中发现了活跃的药物外排系统、使药物降解或失活的酶以及与这些功能相关的基因。结核杆菌的耐药性形成机制有适应学说、选择学说、遗传学说,遗传学的研究表明结核杆菌产生耐药性的根本原因在于基因突变。在自然条件下,基因突变的几率非常低(一般在10-8~10-5)。其中结核杆菌针对异烟肼和利福平发生突变的几率分别为10-6和10-8 ......
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