致病性小肠结肠炎耶尔森菌O:3与O:9血清型在中国流行强度变迁机制研究

Yersinia enterocolitica is widely distributed in nature. Serotyping is in common used in Yersinia enterocolitica identification and epidemiological investigations and studies. It's also one of the most important means of clinical identification and diagnosis of pathogenic Yersinia enterocolitica. Through the ecology and molecular epidemiology study of pathogenic strains isolated in China, we found that only O:3 and O:9 serotypes are pathogenic strains. Interesting, O:9 was once the predominant bioserotype in 1990s; but these strains have gradually decreased in recent years and replaced by O:3 serotype. This study, we will detect the bacteriophage of Yersinia enterocolitica, and do lysogenic exchange experiments to discover the serotype conversion of Yersinia enterocolitica O:3 and O:9 serotype. Besides, animal models infected with O:3 and O:9 Yersinia enterocolitica is designed and assessed by in vivo fluorescence imaging to evaluate the proliferation of stains and serotype predominant. The two kinds of strains distribution in the organs and the ability of adhesion and invasion are assayed by immunohistochemical analysis and adhesion and invasion assays.

小肠结肠炎耶尔森菌广泛分布于自然界。对其进行血清分型是耶尔森菌病鉴定和流行病学调查研究中最常用的方法，是临床小肠结肠炎耶尔森菌病诊断和病原菌鉴定的重要手段之一。目前中国致病性小肠结肠炎耶尔森菌只存在O:3和O:9两种血清型。值得关注的是，20世纪90年代，我国分离到的致病性菌株中O:9占多数达56.73%，而在近几年O:3血清型菌株逐渐增多，O:9血清型逐渐减少至几乎消失。本研究拟通过诱导分离小肠结肠炎耶尔森菌温和噬菌体，进行溶原性转换，探讨是否存在噬菌体介导的血清型别转换；通过攻毒动物模型和小动物活体成像，观察两种血清型菌株致病力强弱、体内带菌周期和以及营养竞争和生长抑制情况；通过体外细胞粘附侵袭实验和免疫组化分析O:3和O:9菌株在组织器官的分布及粘附侵袭、定植能力强弱。为致病性小肠结肠炎耶尔森菌不同血清型的流行强度变迁规律提供依据。

小肠结肠炎耶尔森菌是一类在自然界广泛分布的人兽共患病原菌，目前将小肠结肠炎耶尔森菌分为六个生物型（1A,1B,2,3,4,5）和60多种血清型。但仅有少数几个生物血清型致病，主要包括1B/O:8, 2/O:9, 3/O:3, 4/O:3和2/O:5,27型。前期研究证实，欧洲，加拿大，日本，中国和南非等国引起人类感染的主要致病性血清型为O:3和O:9；而在美洲国家1B/O:8生物血清型菌株则是引起人群感染的主要型别，但目前在全球小肠结肠炎耶尔森菌感染的血清型都已经基本转换为O:3。. 目前国际上已报道的几种小肠结肠炎耶尔森菌血清型特异性的烈性噬菌体，Yersinia phage phiYeO3-12和Yersinia phage vB_YenP_AP5均为特异性裂解O:3血清型菌株的噬菌体，PY54为特异性裂解O:5和O:5,27血清型菌株噬菌体。本项目我们首次从中国河南养殖场的猪肠内容物中分离出一株O:3血清型特异性噬菌体phiYe-F10，并以一株phiYe-F10敏感的分离自同一标本的O:3血清型小肠结肠炎耶尔森菌HNF10作为亲本菌株，通过基因敲除回补实验，开创性地在调控脂多糖O-抗原合成基因簇中精确定位了小肠结肠炎耶尔森菌phiYe-F10受体合成相关基因为rfbf。并证实了其编码的调控蛋白DTDP-rhamnosyl transferase RfbF是一个新的噬菌体受体调控蛋白。. 对致病性小肠结肠炎耶尔森菌溶源性噬菌体的分离和基因组多样性的研究几乎没有报道。本研究首次在O:3和O:9血清型致病性小肠结肠炎耶尔森菌中成功诱导并分离到溶源性噬菌体。通过分析溶源性噬菌体的全基因组序列并与其他噬菌体的基因组结构比较发现：这6个小肠结肠炎耶尔森菌溶源性噬菌与其他噬菌体同源性低，平均核苷酸同源性低于70%，属于全新的噬菌体。三株O:3血清型菌株来源的肌尾溶源性噬菌体基因组相似度高达99%，三株O:9血清型菌株来源的短尾溶源噬菌体相似度高达99%。而两种不同血清菌株前噬菌体形态不一致，基因组同源性低，分别聚为两大类。说明在O:3,O:9血清型小肠结肠炎耶尔森菌进化过程中，他们分别获得了不同的前噬菌体，并作为染色体外的遗传元件稳定存在。