丙型副伤寒沙门氏菌噬菌体SPC-P1致病性的研究

沙门氏菌是重要的致病菌，各种沙门氏菌之间遗传上极为相似，然而其致病性和宿主范围却有很大不同。一种可能的原因是不同的沙门氏菌在进化过程中通过基因的水平转移如噬菌体等获得了大量遗传物质，从而使细菌的致病力明显提高。本课题组前期工作在丙型副伤寒沙门氏菌基因组中发现了一新的噬菌体SPC-P1，能显著提高其宿主菌对小鼠的致病力，并发现其ORF16可能为致病因子。将SPC-P1的基因组序列进行Blast，未发现其他沙门氏菌有完整的SPC-P1。本研究将分别选取伤寒沙门氏菌、甲乙丙型副伤寒沙门氏菌各20株，进一步研究SPC-P1在这些血清型沙门氏菌中的分布，从而确定SPC-P1是引起伤寒的菌株所共有还是仅丙型副伤寒沙门氏菌所特有。本研究还将对SPC-P1的插入位点进行研究，以明确其水平转移的机制。此外还将重点研究SPC-P1的致病因子，并对致病因子与细菌蛋白的相互作用做进一步探讨。

沙门氏菌是重要的人畜共患病病原菌，各种沙门氏菌之间遗传上极为相似，然而其致病性和宿主范围却有很大不同。在已知的2600多个血清型中，只有S. Typhi，S. Paratyphi A，B，C四个血清型能引起严重的、全身系统性疾病——伤寒和副伤寒，其他的血清型只导致腹泻。关于这四个血清型沙门氏菌导致伤寒副伤寒的致病机制一直是悬而未决的问题。本课题组前期提出伤寒相关血清型沙门氏菌通过获得不同的毒力因子趋同进化的观点而得到学术界的认同。那么这四个血清型沙门氏菌导致伤寒副伤寒的毒力因子分别是什么一直是研究的热点。以噬菌体介导的基因水平转移在沙门氏菌致病多样性中起了关键作用。本课题组前期发现了新的毒性噬菌体SPC-P1。本项研究对SPC-P1在沙门氏菌各血清型中的分布以及插入位点进行了深入研究，发现此噬菌体完整基因组仅在S. Paratyphi C中存在，而在S. Typhi、S. Paratyphi A和S. Paratyphi B中均不存在。对100株20个血清型沙门氏菌全基因组序列进行分析，发现SPC-P1全基因组序列同样只存在于S. Paratyphi C中，并且其在S. Paratyphi C基因组中的插入位点是固定的，提示SPC-P1是S. Paratyphi C特有的毒力因子。这是首次对S. Paratyphi C的毒力因子进行阐述。此外，我们对35株沙门氏菌的全基因组序列进行了比较基因组学分析，首次阐述了伤寒相关血清型沙门氏菌的独特基因。发现S. Typhi，S. Paratyphi A，B，C四个血清型存在一系列两到三个血清型共有的基因，这些基因大多聚集在一起，很多编码噬菌体相关蛋白，再次证明噬菌体在沙门氏菌进化及致病中的作用。同时我们发现这些共有基因有一些是已经证明的毒力基因，但很多是目前功能尚未确定的假想蛋白，提示这些基因很可能与这四个血清型导致的独特疾病相关，其相关功能正在进一步验证中。由于沙门氏菌不同血清型之间致病性差异较大，正确区分不同血清型对于沙门氏菌的预防控制至关重要。在研究中，我们发现了7个能有效区分沙门氏菌不同血清型的基因。通过本项目的开展，我们全面揭示了伤寒相关血清型沙门氏菌的独特基因，并深入研究了S. Paratyphi C独特的毒力因子SPC-P1，为沙门氏菌致病机制的研究提供了新的线索。