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脑膜炎奈瑟菌主要寄生在人体鼻咽部,绝大多数菌只是无症状携带,只有个别菌株可以穿过鼻咽部的粘膜屏障引起发病,甚至引起败血症和脑膜炎。脑膜炎奈瑟菌共有13个血清群—A,B,C,D,X,Y,Z,E-W-135,H,I,K,L,但引起疾病主要是A、B、C、W135、Y五个的致病血清群。在中国引起流行性脑膜炎的主要是A、C群脑膜炎奈瑟菌。其中引起暴发的95%以上都是A群脑膜炎奈瑟菌,而B、C群只引起散发病例。2003~2005年间安徽省发生C群脑膜炎奈瑟菌的爆发流行。本研究对引起这次爆发流行的病人分离株053442和正常人群分离株053426进行了蛋白质组学鉴定。
脑膜炎奈瑟菌的一大特征就是遗传多态性,这给致病机理的研究、高致病性菌株的鉴定和疫苗的发展等都提出了挑战,本研究通过2D电泳和质谱鉴定对安徽流脑流行期内分离的病人分离株和正常人群分离株进行了分析和鉴定,分别鉴定了469个和822个蛋白点,分别对应于288和302个ORF产物,功能覆盖了能量代谢、翻译、氨基酸合成、封套结构相关蛋白、核苷酸合成、辅基/辅助因子/载体合成、核心中间代谢、调控蛋白、细胞分裂蛋白、脂肪酸/磷脂代谢、DNA复制/重组/修复蛋白、载体和结合蛋白、分子伴侣/伴侣蛋白/热休克蛋白、大分子降解、解毒、蛋白/肽分泌、毒力蛋白和目前功能未知蛋白共18项功能分类。其中能量代谢蛋白、翻译相关蛋白、氨基酸合成蛋白和表面封套结构相关蛋白为表达量最高的四类蛋白,合计占053442株和053426株表达的全部蛋白的64.5%和71.9%。通过与以往发表的A、B群脑膜炎奈瑟菌蛋白质组学研究数据比较,共发现65种蛋白是在完成蛋白质组学鉴定的4株菌中共同表达的,涵盖了除毒力蛋白、转运和结合蛋白、蛋白/肽分泌、细胞分裂和辅助因子/辅基/载体合成外的各大主要功能。而只在A、B和C群菌株中被鉴定出的蛋白分别为77种、5种和197种,为今后疫苗的发展及其他相关工作奠定了基础。
本研究首次在蛋白质组水平展示了C群脑膜炎奈瑟菌流行期内病人分离株053442株和非病人分离株053426株的区别,在两株菌中均鉴定表达的蛋白共有211种,分别占053442株和053426株鉴定表达的全部蛋白的73.3%和69.9%,各主要功能分类中均有共有蛋白的分布,其中在2株菌中表达量相差两倍以上的蛋白共有91个。正常人群株053426株中能量代谢、翻译相关酶类、氨基酸合成这3类基本代谢的相对表达量要高于致病株053442株,表达蛋白的种类数也要高于致病株,而其他功能蛋白所占百分比是略有增高或持平,但有3类蛋白所占的百分比在正常人群株中低于致病株,即封套相关蛋白、解毒和毒力蛋白。其中2株菌毒力蛋白谱及表达量有较大区别,病人分离株053442株鉴定到了在脑膜炎奈瑟菌对宿主细胞建立黏附和侵袭过程中起重要作用的毒力因子一菌毛相关蛋白、Opa蛋白(鉴定到了两种)和Opc蛋白。此外病人分离株053442株还鉴定到了其他一系列毒力蛋白,包括黏附素、巨噬细胞感染增强因子、血清型1型特异抗原等。而正常人群分离株053426只鉴定到了其中一部分毒力蛋白,对穿透血脑屏障起重要作用的Opc蛋白没有在053426株中得到鉴定,Opa蛋白也只鉴定到一种,且表达量远低于在病人分离株053442中的表达量。053442株也是目前为止完成蛋白质组学鉴定的脑膜炎奈瑟菌菌株中表达毒力蛋白最多的,表达的毒力蛋白的种类和表达量均高于正常人群分离株053426株,这些差异可能就是造成C群脑膜炎奈瑟菌内部不同菌株间不同致病力的主要原因。为今后鉴定高致病性菌株提供了线索。