[发明专利]通过比较感染性生物的临床分离物中的多态性区域构建比较数据库和鉴定致病因子

说明书

发明领域

本发明涉及新的核苷酸序列，其将用于对包括结核病在内的所 有感染性疾病的诊断、菌株鉴定、菌株分型和对其潜在毒性程度、传 染性和/或潜伏期给出指导。本发明还包括通过感染性生物的不同临 床分离物/菌株的序列的比较基因组分析，鉴定和选择与感染性疾病中 的毒性和/或传染性相关的多态性的方法。多态性区域也可以作为潜在 药物靶标和疫苗靶标。更具体地，本发明还涉及鉴定将包括在诊断DNA 芯片中的结核分枝杆菌(M.tuberculosis)菌株和其他感染性生物的 致病因子，允许鉴定菌株、分型菌株和最终对其潜在毒性程度给出指 导。

尽管本发明已经特别参考结核分枝杆菌中的多态性区域进行了阐 明，但是所述发明不被理解和解释为限定于结核病，而是可以应用于 所有感染性疾病。

发明背景

微生物病原体使用多种复杂的策略破坏宿主细胞功能以确保它们 的繁殖和存活。已经与宿主共同进化或者与它们的宿主长期共存的一 些病原体利用精密调节的宿主特异性策略来建立病原性关系。

在感染期间，病原体遇到不同的条件，并且通过表达适于特定环 境、宿主或者环境和宿主的毒性因子来应答。

尽管抗生素是治疗感染性疾病的有效工具，但是药物抗性病原体 的出现正成为临床情况中的问题。因此，需要新的抗生素或者抗病原 体分子来抵抗此类药物抗性病原体。因此，本领域需要筛选方法，其 目标不仅是鉴定和表征潜在的抗病原体试剂，还包括鉴定和表征使得 病原体能够感染宿主和使其宿主变得虚弱的致病因子。

分枝杆菌是不形成孢子的棒状、耐酸的需氧芽孢杆菌。一些种类 的分枝杆菌对人和/或动物是致病的，许多因子与它们的毒性有关。结 核病是世界性的健康问题，其导致每年约三百万人死亡，然而对于结 核病致病的分子基础知之甚少。该疾病由结核分枝杆菌 (Mycobacterium tuberculosis)的感染引起；结核杆菌被吸入并被肺 泡巨噬细胞摄入。与多数病原体的情况相同，结核分枝杆菌的感染并 不总是导致疾病。该感染通常被细胞介导的免疫(CMI)的发展而阻止， 导致在肺中形成微损伤，或者结节。如果CMI不限制结核分枝杆菌 的扩散，那么可以发生干酪样坏死、支气管壁侵蚀，和肺部空洞。确 定结核分枝杆菌感染是否将导致疾病的因素还没有完全了解。

结核病复合体是一组四种分枝杆菌物种，它们在遗传上如此密切 相关以致于已经提出它们组合成一个物种。该复合体的三个重要的成 员是结核分枝杆菌(人类结核病的主要原因)；非洲分枝杆菌 (Mycobacterium africanum)(某些群体中人类结核病的主要原因)； 和牛分枝杆菌(Mycobacterium bovis)(牛结核病的病因)。这些分枝 杆菌没有一种局限于对单独一种宿主物种致病。例如，牛分枝杆菌导 致包括人的宽范围的动物中的结核病，其中它引起与结核分枝杆菌引 起的疾病在临床上不可区分的疾病。人结核病是世界上，尤其在较不 发达的国家中主要的死因。它引起每年约8百万新的临床疾病病例和 三百万死亡。牛结核病导致小百分比的这些人类病例，是患病动物的 主要病因并且导致动物工业的很大经济成本。

结核病的抗生素治疗非常昂贵并且需要长期施用几种抗结核病药 物的组合。用一种抗生素治疗不是可取的，因为结核病生物可以发展 出对有效针对它们的治疗水平的所有抗生素的抗性。抗一种或多种抗 结核病药物的结核分枝杆菌菌株正变得更频繁并且此类菌株感染的患 者的治疗非常昂贵和困难。在少数但是其百分比不断增加的人类结核 病病例中，结核病生物已经变得耐受两种最有用的抗生素：异烟肼和 利福平。这些患者的治疗表现出极端困难并且实际上通常不成功。在 当前的情况中，明显迫切需要开发新的方法来检测分枝杆菌的毒性菌 株和开发结核病疗法。

存在结核病的公认的疫苗，其是称作BCG的牛分枝杆菌的减毒 形式。该疫苗非常广泛地使用，但是它提供不完全的保护。BCG的 开发在1921年完成，但是其无毒性的理由过去直到现在一直未知。 对结核病菌株减毒以便以更合理的方式产生疫苗的方法已经进行了研 究，但是由于多种原因还没有成功。然而，考虑到死亡的牛分枝杆菌 BCG在赋予免疫性方面没有活的BCG有效，所有需要可以用于制备 疫苗的分枝杆菌的减毒菌株。