氧气是能量代谢的关键分子。自缺氧诱导因子介导哺乳动物细胞感应及适应氧气的机制被揭示后，氧气的感知及其在调节感染性疾病中的重要作用逐渐得到重视，如慢性持续性感染和细菌生物膜的形成。虽然这些重要机制已被研究了数个世纪，但不同的细菌间存在一定的相似度和差异。现从细菌感知及其适应不同氧环境的机制展开，探讨其重要意义及其在相关感染性疾病中的应用前景，为细菌耐药现象及优化感染性疾病的治疗策略开辟新途径。

在抗生素耐药的感染病灶中存在一类被称为持久性细菌的细菌亚群，以生长和代谢停滞作为主要机制以逃避抗生素的杀伤，若条件适合存活，持久性细菌将从暂时休眠状态中激活，感染可再次发作 [1]。相似地，持久性肿瘤细胞指常规抗肿瘤治疗难以消除的一类肿瘤细胞亚群，这群细胞可通过进入一种可逆的缓慢增殖状态逃避化疗、放疗或某些靶向治疗导致的细胞凋亡，在抗肿瘤治疗中持续存活，形成化疗耐药储存库或微小残留病（MRD），介导抗癌治疗数年后肿瘤复发和转移 [2,3,4]。

为了探寻羌活种子不同休眠阶段内生菌的群落结构组成和差异性,利用Illumina Miseq平台分别对羌活种子不同休眠状态(形态生理双重休眠状态(GSA)、形态休眠解除状态(GSB)、生理休眠解除状态(GSC))细菌微生物16S V5+V7区域和真菌微生物ITS1-IF区域的扩增片段进行高通量测序,结合生物信息学进行分析.内生细菌的多样性较内生真菌丰富.内生菌群落种类在门水平上类似;在属水平上,从GSA到GSB阶段,内生菌群落组成发生变化,从GSB到GSC阶段,内生菌群落种类相似.通过Alpha多样性分析发现,从GSA到GSB再到GSC阶段,内生细菌群落多样性显著增大后直到种子生理休眠解除变化不变,而内生真菌群落多样性在种子整个休眠解除过程中变化不大.内生细菌群落结构从GSA到GSB再到GSC阶段均发生了显著性变化,而内生真菌群落结构从GSA到GSB发生显著变化后直到种子生理休眠解除,群落结构变化不大.LEfSe分析发现内生细菌共有37个差异丰富的分类学分支(a=0.01,LDA≥2.0),内生真菌则无.本研究明确了羌活种子不同休眠状态内生菌群落结构组成和差异性,丰富了羌活种子内生菌资源信息,对进一步研究利用微生物方法促进羌活种子休眠解除技术具有一定的指导意义.

无菌动物是指通过现代技术手段在其体内外的任何部位均检测不出细菌、真菌、放线菌、支原体、衣原体、螺旋体、立克次氏体、病毒、原生动物和寄生虫的动物.无菌动物因其不携带任何微生物,可转化为携带特定微生物的动物,同时因其免疫系统处于休眠状态,对微生物感染异常敏感,可建立多种悉生动物模型,用于特定微生物感染实验和致病机制研究.此外,无菌动物作为关键工具,是研究菌群与疾病关系的核心,在微生物与宿主健康、疾病和感染机制研究过程中,起着不可替代的作用.本文将对无菌动物及其在微生物与宿主互作机制研究中的应用进行简要综述.

结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)是引起结核病的病原菌.其处于持续生存的休眠状态时,可导致长期无症状感染,称为结核潜伏感染.研究显示,结核分枝杆菌染色体中存在大量"毒素-抗毒素系统"(toxin-antitoxin system,TAS),某些TAS在潜伏感染中发挥作用,可调节细菌生长和诱导细菌进入休眠状态;某些TAS参与生物膜形成和应激反应,但其影响生物膜形成的机制尚未阐明.生物膜中的结核分枝杆菌对多种抗结核药物耐药,且能抵抗宿主免疫系统防御;休眠状态的结核分枝杆菌对抗结核药物通常也是耐受的,给结核病治疗带来了巨大挑战.本文就近年来结核分枝杆菌TAS与生物膜的研究及抗结核药物对生物膜形成的影响进行综述.

精准医疗概念的提出开启了一个医学新时代,其实质包括精准诊断和精准治疗.张文宏课题组围绕结核病治疗中的精准医疗进行了阐述 ,涉及结核病的精准诊断 ,包括结核病的临床诊断及结核分枝杆菌的检测(分子检测及耐药检测技术等)、特殊人群的药理学参数与药物代谢相关的分子标记、针对病原体生命周期分子靶点的直接作用药物研发、通过正向调控或负向调控药物的使用实现宿主导向抗结核精准治疗.本期刊登了3篇关于结核病耐药的综述.鉴于耐药结核分枝杆菌的补偿性进化是其传播与流行的基础 ,高谦课题组从结核分枝杆菌的耐药分子机制、耐药突变的适应性代价与补偿性进化 ,以及补偿性进化如何影响耐药结核病传播等方面进行了综述.袁莉课题组就近年来结核分枝杆菌"毒素-抗毒素系统"(TAS)与生物膜的研究及抗结核药物对生物膜形成的影响进行综述.T AS参与调节细菌生长、诱导细菌休眠状态、生物膜形成或应激反应 ,可能与潜伏感染有关.王菲菲和张文宏课题组对绿茶中的儿茶素类化合物的抗结核活性进行了综述.儿茶素类化合物可抑制结核分枝杆菌二氢叶酸还原酶活性 ,影响分枝菌酸及细胞壁的合成 ,并降低氧化应激水平 ,下调宿主肿瘤坏死因子α表达 ,从而改善炎症水平.

持留菌是细菌群体中一类可耐受致死浓度药物作用而存活的表型耐药亚群,普遍存在于细菌群体中而难以杀灭.持留菌有别于具有基因抗药性突变的耐药菌,它们通过一种复杂的休眠机制而抵御抗菌药物的作用.持留菌一旦从休眠状态复苏则会造成感染疾病的复发,成为人类健康的巨大威胁.如何清除持留菌成为研究热点与难题,近年来文献报道的方法从分子机制水平到感染器官整体水平均有涉及,文章综述近年来针对持留菌的控制与清除方法,旨在为以后的临床研究提供思路和参考.

目的 探讨结核分枝杆菌休眠存活调节子(DosR)蛋白Rv2029c对大肠埃希菌生长的影响,以探索其生物学功能.方法 根据GenBank中结核分枝杆菌H37Rv基因组核酸序列,设计Rv2029c特异性引物,采用原核表达的技术构建pET30a-Rv2029c重组质粒,并导入大肠埃希菌中进行表达.通过基因测序结果 ,确定正确质粒,将质粒负载大肠埃希菌,测定大肠埃希菌模式并绘制生长曲线.结果由于缺乏营养物质和氧气,空质粒组大肠埃希菌在6 h进入平台期,而携带有pE T 30a-Rv2029c的重组质粒能够促进大肠埃希菌突破生长界限,维持快速对数生长期长达10 h.结论 结核DosR蛋白Rv2029c能够促进大肠埃希菌生长,突破其生长界限,提高细菌应对低氧、营养物质缺乏等应激环境的能力,这可能与其在低氧环境下促进细菌的糖酵解能力有关.

目的 通过敲除环二鸟苷酸(c-di-GMP)合成酶基因Ra1362探讨该基因在结核分枝杆菌(MTB)H37Ra株生物膜发育和休眠中的作用.方法 以MTB H37Ra株为出发菌株,敲除合成酶基因Ra1362获得基因敲除株△Ra1362,通过体外实验比较细菌的生物膜形成变化;应用转录谱基因芯片和实时荧光定量PCR(RT-PCR)检测野生株和敲除株基因表达的情况变化;同时构建体外快速厌氧休眠模型比较细菌克隆形成、休眠相关基因的表达和活细胞染色情况.结果 △Ra1362株于痰液管中培养26 d时已形成较厚的皱褶生物膜,形成生物膜的速度明显快于野生株5d;转录谱基因芯片和定量RT-PCR结果也显示△Ra1362株中19个与休眠相关基因的表达水平下调并能通过基因回补和外源添加c-di-GMP所补偿;在快速厌氧模型中发现,迟缓期过后△Ra1362株对氧气的消耗比野生株组要快12h,且细菌处于不能恢复正常生长的休眠状态.结论 Ra1362基因通过控制c-dLGMP的合成调控MTB感应缺氧或者氧化还原压力,一方面调控生物膜的发育,另一方面在缺氧条件下通过调控DosR调节子基因的表达来调节细菌的休眠.

大约在1895年前后,人们就注意到一个有趣的现象,那就是在实验室批量培养细菌(如伤寒杆菌)的时候,每当细胞进入快速生长分裂状态之前,总是存在一个无任何生长迹象的潜伏期(latent period)或延迟期(lag phase).而且这种复苏过程的延迟时间的长短与细胞经历上一次培养过程的时间有关:培养时间越长(细胞越老),复苏的延迟期越长;培养时间越短(细胞越年轻),复苏的延迟期越短[1].究其原因,当时的观点是经历了长时间培养的细菌细胞受到了损伤,所以再次生长时需恢复一段时间[1].