结核病(TB)是由结核分枝杆菌(M.tb)引起的传染病,对人类健康构成重大威胁。根据世界卫生组织(WHO)2021年全球结核病年度报告,中国估计有结核病病例约78万,估计结核病发病率约为每10万人55例,在30个结核病高负担国家中,中国估计结核病发病率位居第三位,低于印度尼西亚和印度。中国结核病病原体阳性率仅为58%(World Health O,2022)。因此,快速、准确的临床诊断方法对提高结核病诊断水平、治疗结核病患者、防止结核病传播至关重要。目前,在结核分枝杆菌(M.tb)的通用检测临床诊断方法中,AFB涂片具有检测方法快捷、简便、费用低廉的优势,但病原体阳性率低,M.tb.结核分枝杆菌培养时间长,无法满足临床快速诊断的要求。基于结核分枝杆菌培养的表型药敏试验(DST)受到生物安全、培养时间长及使用抗结核药物后培养率下降的影响。结核分枝杆菌生长缓慢的特点使得该方法耗时长、且由于培养不良或微生物污染等原因导致结果不确定,不能满足临床快速诊断的要求。快速准确地检测结核分枝杆菌样本和快速诊断耐药结核病是有效控制耐药结核病流行的关键。结核分枝杆菌的耐药表型主要通过多个基因的染色体突变来确认(Gygli et al.,2017)。例如,编码RNA聚合酶b亚基的rpoB基因突变导致的利福平耐药是结核分枝杆菌中最常见的基因突变。Xpert MTB/RIF检测采用半嵌套PCR直接从痰中检测结核分枝杆菌和rpoB基因突变。Xpert MTB/RIF最初于2010年被WHO推荐用于结核病诊断,但对于细菌载量较低的样本,Xpert MTB/RIF的检测结果灵敏度较低。此外,该检测只能检测利福平耐药突变,而不能报告突变类型。随着近年来新一代测序(NGS)的快速发展,WHO推荐使用NGS检测结核分枝杆菌复合群(MTBC)的耐药相关突变,并有针对性地采用高通量测序
目前,我们从事模型生物体分枝杆菌Smegmatis,一种非感染的快速生长的分枝杆菌,还对结核分枝杆菌的分子表征进行分子表征,一种致病性的慢性增长的结枝杆菌,研究重要的调节性分子在病理源和其他细胞中的重要作用。在其中一个项目中,我们正在研究来自患者样品中敏感,MDR和XDR M.结核病分离株的比较蛋白质组织和转录组学,以阐明耐药性生物标志物和药物靶标。在另一个项目中,我们正在研究高裂解噬菌体的隔离,鉴定和分子表征,以识别和表征其内olysins,它们是针对结核分枝杆菌的一类新型抗菌剂。在另一个项目中,我们正在研究胞质外功能(ECF)Sigma和抗sigma因子在结核分枝杆菌的毒力机制中的作用。我们还在研究结核分枝杆菌中RNA代谢(加工和降解)的分子基础的RNase E RNA降解体。此外,我们还通过制备该酶的几个位置定向的突变体来研究新型的L-天冬酰胺酶的新型R.Etli类。迄今为止,还没有关于这类L-天冬酰胺酶的分子,功能/结构表征的详细报告。它没有细菌L-天冬酰胺酶的特征性活性位点。有足够的机会研究结构方面,以利用其治疗潜力。
杭州盛廷医疗科技有限公司拥有一款基于靶向二代测序(NGS)的试剂盒,用于同时识别分枝杆菌种类并预测结核分枝杆菌复合群(MTBC)菌株的耐药性。该试剂盒 TBseq® 可直接应用于痰液、支气管肺泡灌洗液、胸腔积液或分枝杆菌阳性培养物等临床标本。它依赖于引物多重扩增混合物的深度测序,针对与一线和二线抗结核(抗 TB)药物(利福平、异烟肼、吡嗪酰胺、乙胺丁醇、氟喹诺酮类、阿米卡星、卡那霉素、卷曲霉素、链霉素、对氨基水杨酸、环丝氨酸、乙硫异烟胺/丙硫异烟胺、贝达喹啉、氯法齐明和利奈唑胺)耐药相关的 21 种主要 MTBC 基因。分枝杆菌种属鉴定是通过针对 16S 和 hsp65 基因区域进行的。
两千年来,结核病 (TB) 夺走的生命比世界上任何其他传染病都要多。2021 年,世界卫生组织 (WHO) 估计有 1060 万人被诊断出患有结核病,导致 140 万 HIV 阴性患者死亡。耐多药结核病 (MDR-TB)(定义为至少对利福平 (RIF) 和异烟肼 (INH) 具有耐药性)和广泛耐药结核病 (XDR-TB) 的出现是未来几年要克服的主要挑战。我们最近对该领域的投资和研究工作进行了广泛的分析,总体目标是到 2030 年实现消除结核病的既定里程碑。在过去几年中,在将多种有前景的化合物推进到临床开发阶段方面取得了显着进展,每种化合物都具有不同的作用机制。但值得注意的是,已经出现了对目前某些抗结核药物产生耐药性的分枝杆菌菌株。创新的蛋白水解靶标嵌合体 (PROTACs) 蛋白质降解方法的探索已成为发现新型抗菌药物的可行途径。虽然泛素系统是真核细胞独有的,但某些细菌使用类似的降解系统,该系统依赖于 ClpC:ClpP (ClpCP) 蛋白酶对磷酸化精氨酸残基 (pArg) 的识别,从而导致蛋白质降解。在这篇评论文章中,我们描述和分析了利用细菌蛋白水解机制 (BacPROTACs) 的 PROTACs 设计新型抗结核药物的进展。范围声明。由于耐药菌株的出现,开发用于治疗结核病的新型药物被认为迫切需要。在此背景下,引进能够减轻疾病并实现世界卫生组织所概述的目标的新技术势在必行。在创新策略中,降解对杆菌生存至关重要的蛋白质有望产生新药物,特别是那些对治疗潜伏(非复制性)结核分枝杆菌有效的药物。从这个角度来看,我们介绍了结核分枝杆菌治疗领域取得的进展和遇到的障碍
结核病 (TB) 是由结核分枝杆菌引起的,仍然是全球健康的重大威胁,估计 2022 年将影响 1060 万人。耐多药和广泛耐药菌株的出现迫使人们开发新型有效药物。加快确定这些药物的作用机制 (MOA) 对于推进结核病治疗至关重要。本研究介绍了 MycoBCP,这是针对结核分枝杆菌量身定制的独特细菌细胞学分析 (BCP),利用 BCP 中的卷积神经网络 (CNN) 来克服传统图像分析技术带来的挑战。使用 MycoBCP,我们分析了各种抗菌化合物对结核分枝杆菌的形态学影响,捕捉广泛的模式而不是依赖精确的细胞分割。这种方法避免了结核分枝杆菌中普遍存在的细胞聚集和染色不均匀等问题。在盲测中,MycoBCP 准确识别了 96% 化合物的作用机理,只有一次错误分类,即利福布汀,它被错误地归类为影响翻译而不是转录。转录和翻译抑制产生的相似形态表明需要进一步改进以更有效地区分它们。将 MycoBCP 应用于一系列抗结核药物,成功识别了已知的作用机理并揭示了独特的作用,证明了其在早期药物发现和开发中的实用性。我们的研究结果强调了基于 CNN 的 BCP 在提高作用机理测定的准确性和效率方面的潜力,特别是对于结核分枝杆菌等具有挑战性的病原体。MycoBCP 代表了结核病药物开发的重大进步,为高通量筛选抗菌化合物提供了一种强大且适应性强的方法。
附加声明:已报告存在竞争利益。AKV、RQK、MHL、SW、NV、AB 没有竞争利益。DL、CAP、JMB、RJC 和 JW 是 Janssen(强生公司)的全职员工和/或强生公司的潜在股东。JG、CV 和 DAL 已被列为 JNJ-2901 专利申请的发明人。
分枝杆菌属包括导致人类和动物结核病 (TB) 的结核分枝杆菌复合群 (MTBC) 的种、导致麻风病的麻风分枝杆菌,以及通常称为非典型或非结核分枝杆菌 (NTM) 的分枝杆菌种,其中包括导致布鲁里溃疡的溃疡分枝杆菌。与 MTBC 组成员不同,NTM 不是人类的专性寄生虫,而是土壤和水的正常居民,可以在天然水源和处理过的水源中找到 [1]。已正式确认的 NTM 有 200 多种 [2],其中已知约 25 种与人类疾病密切相关。一些种与引起类似 TB 症状的肺部疾病有关 [1]。由于它们的栖息地,人类每天都会接触到这些细菌。因此,必须将 NTM 病与简单的定植或临床样本污染(例如自来水)区分开来 [1,3]。与结核病不同,NTM 引起的疾病的全球流行病学尚不明确。从临床标本中分离 NTM 的病例主要见于工业化国家,患病率和发病率各不相同。基于肺部标本分离株的研究报告称,2004 年至 2006 年美国的患病率为每 100,000 人 1.4 至 6.6 人 [ 4 ],2010 年加拿大安大略省的患病率为每 100,000 人 9.8 人 [ 5 ],2020 年德国的患病率为每 100,000 人 5.8 人 [ 6 ]。也有报告称,2012 年英格兰的发病率为每 100,000 人 6.1 人 [ 7 ],2020 年德国的发病率为每 100,000 人 5.3 人 [ 6 ]。在结核病流行国家,NTM 的报告频率较低,并且主要发生在高危人群中,特别是具有易感条件或免疫力低下的人群 [ 8 ]。然而,工业化国家的经验表明,结核病负担的下降也增加了发现的 NTM 病例数。随着另一种环境下结核病防治规划的加强,我们或许也会看到类似的情况,对中低收入国家而言,诊断和临床治疗的挑战将日益加大[9]。NTM 肺病的诊断基于临床、放射学和微生物学标准[1]。在大多数资源有限的国家,基本上无法进行以实验室为基础的 NTM 检测,无法与 MTBC 相区分并确定其菌种。显微镜检查是最容易获得的技术,它将 MTBC 和 NTM 识别为抗酸杆菌 (AFB),但无法区分它们。自 2010 年以来,世界卫生组织 (WHO) 已推荐使用 GeneXpert MTB/RIF(Xpert)等快速分子检测作为结核病诊断的初始检测,该检测具有更高的灵敏度和特异性 [10]。该检测仅可识别样本中是否存在 MTBC 菌种。如果 AFB 阳性痰液样本经 Xpert 检测呈 MTBC 阴性,则可能提示感染 NTM [11]。在马里,已报道过 NTM 感染病例,特别是在抗结核治疗失败或结核病治愈后复发的患者中 [ 12 ]。在该国引入 Xpert 后,AFB 涂片阳性而 Xpert 检测阴性的疑似 NTM 感染病例报告更频繁 [ 13 ]。
吡嗪酰胺是一种促毒物,需要MTBC转换为其活跃的金吡嗪酸(POA)。吡嗪酰胺通过被动扩散进入分枝杆菌细胞,随后通过蛋白质PNCA在细胞质中转化,蛋白质PNCA是一种非必需的细胞内烟碱烟碱酶,其具有吡嗪酰胺酶(PZase)活性,由PNCA基因编码。POA积聚在细胞质中,并被推定的外排泵积极排出。 在杆菌外,POA被质子化并重新进入质子释放的生物,导致酸性细胞质越来越多,POA的积累。 这破坏了膜的渗透性和运输,导致细胞损伤。 10–12虽然这种作用机理一直是普遍的理论,但其他人则提出,POA可能不负责细胞质的酸化,但可能仅在压力条件下(例如低氧)抑制对细菌必不可少的靶标。 最近,Gopal等人最近。 发现与天冬氨酸脱羧酶的POA在细菌细胞中pand结合,触发其降解并阻止必需辅酶A的生物合成A. 17 [参见正在进行的研究领域]POA积聚在细胞质中,并被推定的外排泵积极排出。在杆菌外,POA被质子化并重新进入质子释放的生物,导致酸性细胞质越来越多,POA的积累。这破坏了膜的渗透性和运输,导致细胞损伤。10–12虽然这种作用机理一直是普遍的理论,但其他人则提出,POA可能不负责细胞质的酸化,但可能仅在压力条件下(例如低氧)抑制对细菌必不可少的靶标。最近,Gopal等人最近。 发现与天冬氨酸脱羧酶的POA在细菌细胞中pand结合,触发其降解并阻止必需辅酶A的生物合成A. 17 [参见正在进行的研究领域]最近,Gopal等人最近。发现与天冬氨酸脱羧酶的POA在细菌细胞中pand结合,触发其降解并阻止必需辅酶A的生物合成A.17 [参见正在进行的研究领域]
Buruli溃疡(BU)疾病是由分枝杆菌引起的被忽视的坏死性皮肤感染,是仅次于结核病和麻风病的第三种最常见的分枝杆菌疾病。感染主要发生在中非和西非的偏远,农村地区,也出现在澳大利亚,日本和巴布亚新几内亚。目前尚无针对Buruli溃疡疾病的疫苗,并且以前使用密切相关的细菌和亚基蛋白的所有尝试仅在部分成功。在这里,我们在小鼠中测试了一种复合亚基配方,该配方掺入了溃疡性分枝杆菌毒素霉菌乳元作为免疫调节剂,以及抗原AG85A和Polyketide Sythase酶酶A(KRA),用Quil-A辅助(KRA)形成。burulivac诱导了AG85A和KRA抗原特异性抗体,T细胞以及混合促疾病和抗炎的细胞因子反应,在14周的观察期间,在小鼠FOOTPAD模型中赋予了针对Buruli ulcer病的绝对保护。这两个都优于活体细菌疫苗,即BCG和缺乏霉菌性毒素(MUδ)的无毒的溃疡菌株。白介素10与保护密切相关。我们建议Burulivac是一名有前途的疫苗候选者,以抵抗Buruli溃疡疾病,需要进一步探索。
摘要 引言:卡介苗 (BCG) 的疗效有限,迫切需要新的有效的疫苗接种方法来控制结核病。聚乳酸-乙醇酸 (PLGA) 是一种常见的药物递送系统。然而,PLGA 基纳米颗粒 (NPs) 诱导粘膜免疫反应对抗结核病的作用尚未完全阐明。在本研究中,我们假设用载有培养滤液蛋白 10 (CFP10) 的 PLGA NPs (CFP10-NPs) 进行鼻内免疫可以增强 BCG 在小鼠体内对牛分枝杆菌的保护性免疫。方法:将重组蛋白 CFP10 封装在 PLGA NPs 中,采用经典的水-油-水溶剂蒸发法制备 CFP10-NPs。然后,研究了CFP10-NPs对体外巨噬细胞和体内BCG免疫小鼠的免疫调节作用。结果:我们使用球形CFP10-NPs,其表面带负电荷(zeta电位-28.5±1.7mV),粒径为281.7±28.5nm。值得注意的是,CFP10-NPs显著增强了J774A.1巨噬细胞中肿瘤坏死因子α(TNF-α)和白细胞介素(IL)-1β的分泌。此外,用CFP10-NPs进行粘膜免疫显著增加血清中TNF-α和IL-1β的产生,以及支气管肺泡灌洗液(BALF)中免疫球蛋白A(IgA)的分泌,并促进小鼠脾细胞中CFP10特异性干扰素-γ(IFN-γ)的分泌。此外,CFP10-NPs 免疫显著减少了 M. bovis 攻击后 3 周肺组织的炎症面积和细菌负荷。结论:CFP10-NPs 显著提高了 BCG 的免疫原性和保护效力。我们的研究结果探索了基于 PLGA NPs 的气道粘膜疫苗作为肺靶向递送载体的潜力。