活动性结核病新型生物标志候选物的筛选

Tuberculosis (TB) is a chronic respiratory infectious disease caused by Mycobacterium tuberculosis (M.tb) and is one of the major infectious diseases in China. Large numbers of population have been infected by M.tb and the incidence of TB is high, however, no effective serum-based rapid diagnostic method is available, which poses a serious challenge to the prevention and control of TB. No study about screening of new biomarkers for active TB has been reported yet. In our previous studies, we have observed some specific proteins expressed in M.tb, and detected some immune response proteins in serum samples of TB patients. In this proposal, we plan to analyze genome sequences of the standard reference strain (H37Rv) and clinical isolates of M.tb, separate M.tb proteins by using proteomic technologies, detect serum proteins by using 2-D Western blotting to identify 2-3 novel biomarkers which can induce immune responses in patients with active TB. We will then identify at least one valuable biomarker through mass spectrometry, gene cloning, protein expression and purification, which could be used to distinguish patients with active TB and latent infection for the purpose of providing a basis for the development of a new serum-based diagnostic method for rapid detection of active TB.

结核病是由结核分枝杆菌引起的慢性呼吸道传染病。结核分枝杆菌感染人群基数大，发病率高，至今尚无有效的快速血清学诊断方法，给结核病防治工作带来严峻挑战，被列为我国重大传染病之一。目前关于活动性结核病新型生物标志候选物的筛选研究在国内外尚未见报道。本课题组前期工作中已观察到结核分枝杆菌具有特异表达的蛋白点，并观察到人感染结核分枝杆菌后在血清中可检测到免疫应答蛋白。本研究拟通过对结核分枝杆菌实验室标准菌株H37RV及临床分离结核分枝杆菌进行基因组测序，并通过蛋白质组学技术分离结核分枝杆菌菌体蛋白，应用Western blot方法检测活动性结核病患者血清，筛选出2-3个能引起活动性结核病患者免疫应达的新型生物标志候选物，应用质谱鉴定、基因克隆、蛋白质表达与纯化技术确定1个以上对活动性结核病患者和结核分枝杆菌潜伏感染者有鉴别价值的生物标志物，为活动性结核病新诊断技术的研发奠定基础。

结核病是由结核分枝杆菌引起的慢性呼吸道传染病，结核分枝杆菌感染人群基数大，发病率高，至今尚无有效的快速血清学诊断方法，给结核病防治工作带来了严峻挑战，被列为我国重大传染病之一。目前关于活动性结核病新型生物标志候选物的筛选与鉴定尚未见报道。本课题组前期工作中已观察到结核分枝杆菌具有特异表达的蛋白点，并观察到人感染结核分枝杆菌后在血清中可检测到免疫应达蛋白。本研究通过双向凝胶电泳、2DE-Western blot、质谱技术鉴定广泛耐药结核分枝杆菌中特异表达的蛋白及其基因，并通过结核分枝杆菌蛋白组芯片筛选和鉴定具有免疫源性的耐药结核分枝杆菌特异蛋白质，寻找能诊断活动性结核病新型生物标志候选物。结果提示：1. 通过凝胶电泳技术及质谱分析获广泛耐药结核分枝杆菌临床分离株差异蛋白168个，进一步2DE-Western blot技术及再次质谱鉴定获12个具有免疫原性的M.TB特异性蛋白信息，其中7个蛋白质功能较明确，3个为hspX，2个为蛋白功能尚不清的未知蛋白，为抗结核新药研制提供线索；2. 全基因组测序两株（ZMC13-88和ZMC13-88）广泛耐药结核分枝杆菌临床分离株，结果被美国基因库收录，ZMC13-88登录号为：CP009100（GI:671744865）；ZMC13-264.登录号为：CP009101（GI:671748780）； 3.结核分枝杆菌蛋白组芯片与活动性结核病患者血清杂交并临床进一步验证，最终获15个活动性结核病标志物，组合特异性90.3%，灵敏度85.4%，其中Rv1806有望用于临床血清学诊断。结论：本研究筛选出活动性结核病患者和结核分枝杆菌潜伏感染者有鉴别价值的生物标志物，为活动性结核病新诊断技术的研发奠定基础，为新药和新疫苗研究提供实验室依据。