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白色念珠菌(Candida albicans,又称白假丝酵母)是人体正常微生物群落中的一员,同时又是临床最常见的一种条件致病真菌,可引起口腔与外生殖道黏膜系统的感染和免疫受损人群的侵袭性感染。对白色念珠菌进行系统学研究,可以为白色念珠菌感染的诊断、治疗、预防及流行病学研究提供重要依据。本课题组前期对中国不同来源的白色念珠菌进行了微卫星CAI基因型分析,发现中国外生殖器念珠菌病来源的白色念珠菌中,CAI30-45和CAI32-46及其相似的基因型具有明显的优势分布,而国外相关研究却没有发现这种基因型分布特点。为了确证国内外阴道来源白色念珠菌基因型分布的差异,探讨优势基因型的起源、演化及形成机制,我们开展了本研究。研究内容主要包括对临床酵母菌株的分离鉴定,优势致病菌白色念珠菌的基因分型、多位点序列分析、药敏分析、多种毒力因子的比较分析及代表菌株的基因组重测序。
本文通过对中国不同地理和临床来源的400余株酵母菌菌株的菌种鉴定,发现不同人群和临床来源的酵母菌菌种组成存在显著差异。念珠菌性外阴阴道炎(VVC)、复发性念珠菌性外阴阴道炎(RVVC)和龟头炎患者来源的酵母菌种类比较单一,白色念珠菌占绝对优势;而健康志愿者阴道和口腔来源的酵母菌菌种多样性高于患者来源的酵母菌,但优势菌种同样是白色念珠菌。对鉴定为白色念珠菌的菌株进行了CAI基因型分析,发现不同临床来源的白色念珠菌CAI基因型的分布类型明显不同。其中武汉VVC和龟头炎患者来源的白色念珠菌的CAI基因型具有典型的分布特点,CAI30-45和CAI32-46基因型菌株具有明显的优势分布。该部分的结果进一步证实了引起我国患者外生殖器念珠菌病的白色念珠菌CAI基因型独特的分布规律,并为下一步的药敏分析和种群演化分析提供了更加丰富的菌株材料。本研究对不同CAI基因型的白色念珠菌进行了对氟康唑和伊曲康唑的药物敏感性测定。结果显示,白色念珠菌对两种唑类的敏感性与CAI基因型之间存在显著的相关性。在引起国内女性VVC的两种优势基因型(CAI30-45和CAI32-46)菌株中,基因型为CAI32-46的菌株与其它基因型菌株相比,对两种唑类的敏感性显著降低,可能是其在生殖器感染中占优势的原因。对74个菌株的唑类靶酶编码基因ERG11进行测序分析,发现白色念珠菌菌株ERG11基因的突变型与CAI基因型也具有良好的对应性,CAI32-46基因型菌株的ERG11基因发生了两个特异的纯合错义点突变(G487T和T916C),并伴随着杂合性的丢失(LOH),可能是该类菌株对唑类药敏性降低的原因。两种优势基因型菌株对唑类敏感性的显著差异对临床的诊断和治疗都具有重要的指导意义。
本文对199株中国不同地理和临床来源的白色念珠菌进行了基于7个看家基因片段(AAT1a、ACC1、ADP1、MPIb、SYA1、VPS13和ZWF1b)的MLST分型和系统发育分析,并与来自20多个国家的220余株国外女性阴道来源的菌株进行了比较,进一步确证了国内外阴道来源白色念珠菌基因型分布的显著差异,并显示了MLST分型结果和CAI分型结果之间良好的对应性。系统发育分析和eBURST分析发现引起我国外生殖器感染的白色念珠菌菌株具有遗传高趋同性,暗示了念珠菌病性传播的可能性。结果预示,中国外生殖器感染中的优势基因型菌株具有一些与阴道侵染相关的特性(更强的耐药能力、适应能力或毒力等),使它们在国内人群的传播中占了优势。本研究的药敏分析结果恰好给该推测提供了依据并部分解释了CAI32-46基因型菌株在外生殖器感染中占优势的原因。对不同CAI基因型白色念珠菌的RIM101、TUP1、ALS3、ALS5、ALS6等毒力相关基因进行了长度比较和序列分析,发现这些基因的碱基序列或重复片段的重复子数与基因型有一定的对应性,优势基因型菌株往往具有相同的点突变位点或重复子数,大多数非优势基因型菌株具有和优势基因型菌株不同的点突变位点和重复子数。对6株代表菌株的全基因组重测序数据进行的初步分析结果显示,全基因组SNPs和InDe1s以及SNPs的纯合率都表现出与CAI基因型的相关性趋势。以上结果进一步证实了中国外生殖器念珠菌病患者来源的白色念珠菌群体独特的演化特点及优势与非优势基因型菌株的遗传差异。本研究对中国大范围白色念珠菌的遗传差异、群体演化及表型差异进行了系统的研究,从看家基因、毒力相关基因和全基因组等多个层次上揭示了中国不同来源白色念珠菌基因型及SNPs与对阴道侵染能力的相关性。研究结果为白色念珠菌感染的流行病学研究及临床的诊断和治疗提供了重要的理论依据,并为进一步开展白色念珠菌的致病机制研究提供了特有的基础资源。