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肺炎链球菌是常见的革兰氏阳性致病菌,主要的感染群体为儿童和老年人,可引起大叶性肺炎、心内膜炎、脑膜炎、败血症等疾病,每年导致上百万的人死亡。肺炎链球菌是条件致病菌,40%的健康人鼻咽部有寄生,当环境发生变化时才感染致病。肺炎链球菌是怎样从寄生转变为致病的机制目前尚不清楚。自然转化是细菌之间基因转移的一种方式,肺炎链球菌是目前发现转化效率最高的一种细菌。有现象提示肺炎链球菌的转化可能与细菌的毒力、耐药相关。本研究首次探索了肺炎链球菌的转化对细菌毒力和耐药性的影响,为深入了解其致病机制提供理论和实验依据。研究包括以下四部分内容:1、为后继的研究提供方法学支持和所需菌株,本研究利用CSP诱导细菌转化发生,建立了肺炎链球菌的实验室转化模型;并构建了肺炎链球菌转化缺陷菌株,通过抗生素培养基培养和PCR鉴定菌株构建成功。结果表明不同肺炎链球菌株的转化最适菌密度不同,1、2和22号菌株的最适转化密度分别为0.1、0.08和0.07; 用于转化的CTM培养基最适为pH 8.0的C+Y培养基;在自然转化下不能诱导转化发生的pH 6.8的C+Y培养基中,使用CSP诱导,也能促使细菌发生转化,<WP=7>只是转化效率较低;结论:实验室条件下,不同细菌在一定菌密度时可利用CSP诱导肺炎链球菌成为感受态发生转化。2、为探讨肺炎链球菌转化对毒力表达的影响,本研究分别通过体外粘附人脐静脉血管内皮细胞ECV-304和体内小鼠毒力实验观察1、2和22号肺炎链球菌和其转化缺陷菌株1t、2t和22t毒力的差异。通过RT-PCR检测野生株和缺陷株粘附因子PsaA的mRNA表达。结果显示,这三株转化缺陷菌株对ECV-304细胞的粘附能力都显著弱于相应的野生菌株。1t和2t与其野生菌株对小鼠的感染能力有显著的差异,其半数致死时间都少于野生菌(p<0.05)。半定量RT-PCR结果显示肺炎链球菌重要粘附因子PsaA在2和22号转化缺陷菌株中的表达显著低于野生菌株(p<0.05)。结论:实验结果提示肺炎链球菌具有转化的能力有助于其毒力的增强,且转化过程中可诱导粘附因子PsaA的表达增加,增强细菌对内皮细胞的粘附能力,从而增强细菌毒力。3、为探讨肺炎链球菌在对抗β-内酰胺类抗生素时是否受感受态形成的影响,本研究通过半定量RT-PCR检测与细菌耐药和转化都相关的基因ciaH和cpoA在细菌感受态形成时的表达,用肉汤法药敏实验检测野生菌株和相应转化缺陷菌株的最低抑菌浓度(MIC)。 结果显示,2和22号细菌感受态时基因ciaH和cpoA的mRNA表达量显著增高(p<0.05),且高于其转化缺陷菌株的表达;野生菌转化缺陷后的MIC值发生改变。结论:肺炎链球菌的感受态形成可诱导ciaH和cpoA的表达增加,其感受态缺陷影响到其对β-内酰胺类抗生素的敏感性,但不同菌株影响的结果不同。<WP=8>4、为进一步了解肺炎链球菌在宿主体内转化发生的情况,便于深入研究体内细菌转化对其毒力形成的影响,本研究构建了绿色荧光报告细菌转化发生的肺炎链球菌菌株22G。通过酶切、转化实验、RT-PCR、测序等多种方法鉴定菌株构建成功;通过荧光显微镜观察荧光,表明荧光可以报告细菌转化的发生;体内实验表明,细菌在宿主体内能够发生转化。结论:利用荧光报告细菌转化发生可以用于观察细菌体内转化发生的研究。