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上海酶联生物研究所
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阅读：2110发布时间：2011-1-4
1．炭疽杆菌
炭疽杆菌是一种zui大的致病菌，长5～10um，宽1～3um。它有荚膜、无鞭毛，无运动性，革兰染色阳性，是一种需氧菌或兼性厌氧菌。它在动物体内呈单链状或形成短链，不形成芽孢，可以形成荚膜；在培养物中则形成长链，菌体两端平切，竹节状。
在外界不良环境条件下可形成芽孢，圆形或卵圆形，位于菌体*或稍向一端。在普通琼脂平板上长成灰白色、不透明、扁平、表面粗糙、边缘不整的菌落，低倍显微镜下观察呈卷发状。该菌分解葡萄糖、麦芽糖，产酸不产气，液化明胶。穿刺培养时，菌落沿穿刺线向周围伸延，表层较长，管底较短，呈倒立的松树状。
以前通常认为炭疽杆菌无鞭毛，但梁旭东通过半固体扩散生长法研究国内炭疽杆菌（Bacillusanthracis），发现受试菌株中90％．以上具有鞭毛，并经各种经典方法和分子生物学方法证实了这一结果，提示具有鞭毛是国内分离的炭疽杆菌的一种特征，且不排除国外分离的炭疽杆菌也具有鞭毛的可能性。这一发现无疑对炭疽杆菌的研究提出了新的问题，说明炭疽菌是集芽孢、荚膜、鞭毛、菌毛于一体的细菌之一，是很好的细菌研究模型。
目前已知炭疽杆菌可产生4种抗原，即保护性抗原、荚膜抗原、菌体抗原与芽孢抗原。保护性抗原是炭疽杆菌在生活过程中产生的一种细胞外蛋白质成分，为炭疽杆菌毒素的组成部分，具有免疫原性，能保护动物抵抗本菌的感染，但只能使炭疽感染者获得短暂的免疫力；荚膜抗原是由D—*多肽组成的与毒力有关的一种抗原，当产生荚膜的能力失去后，其毒力随之消失，值得注意的是，荚膜抗原所产生的抗体在动物体内并无保护作用；菌体抗原为多糖类物质，其特点是耐热、抗*、性质稳定，因此在*尸体中经较长时间或加热煮沸后也不受破坏，仍可与特异性免疫血清发生沉淀反应，但与毒力无关；另外研究发现炭疽杆菌的芽孢的外膜含有抗原决定簇，此抗原具有免疫原性及血清学诊断价值。
2．炭疽杆菌基因组
炭疽杆菌的致病性与其表达的特异性蛋白PA、LF和EF有关，其传染性和适应逆境的能力与其荚膜形成有关，这些特异性表型特征取决于主基因组及2个特异性质粒（pX01和pX02）。炭疽杆菌主基因组上有关基因与其正常的生命活动有关，包括蛋白质的合成、物质转运等，而编码致病毒素的基因pagA、lef和cya位于pX01质粒上，与芽孢形成有关的基因（如capA、capB、capC等）则位于pX02质粒上。基因组的完整性是炭疽杆菌致病性和芽孢形成的必要前提。环境诱导和复制错误导致基因发生变化，包括碱基的缺失、插人等各种突变甚至质粒的丢失，这些因素是新病原体形成的原因，也反映了不同菌株之间的亲缘关系和单株特征。不同微生物基因序列的差异是菌株分类和鉴定的分子基础，而DNA指纹图谱、*特异序列以及高度保守序列多态性等反映了炭疽杆菌的基因特征，也为临床基因诊断提供了可靠依据。
炭疽杆菌基因组组成：炭疽杆菌基因组分为主基因组和质粒两部分，质粒包括pX01质粒和pX02质粒。
（1）主基因组 炭疽杆菌的大多数生命活动所需要的基因都位于主基因组上，主基因组为巨大的环形双链DNA，其长度为5227293bp，共有5508个开放阅读框（ORF），已知功能基因序列约占50％，保守基因序列约占22％，理论推测基因序列约占16％，未知功能基因序列约占12％。其中对疫苗设计可能有意义的ORF约240个，而与表面抗原形成有关的ORF约为20个，包括SAP、EA1蛋白基因以及相关酶类（如乙醛脱氢酶等）基因。此外，基因组中还具有炭疽特异的数目变异的串连重复区和高度保守的RNA聚合酶基因等。
（2）质粒pX01 炭疽杆菌的强致病性取决于pX01质粒，该质粒长181．6kb。编码致病因子EF、LF和PA的基因pagA、lef和cya均位于该质粒上，并与毒素调节因子基因actzA、pagR等一起组成44．8kb的毒力岛（pathogeni cityisland），而毒力岛的两端则为拷贝数相近的相互倒置的ISl627元件。该质粒上共存在217个ORF，包括topA以及与启动质粒复制、维持质粒稳定相关的基因。
（3）质粒pX02 pX02质粒与炭疽杆菌荚膜的形成有关，共长94．8kb。参与多聚2D2*荚膜合成的CAP元件，由3个顺反子capB、capC和capA组成，这3个顺反子从各自起始转录区按照同一方向转录，形成连续的3个ORF，共3244个碱基。在CAP元件的下游存在一个1401bp的ORF，编码dep蛋白，该基因编码蛋白可能参与荚膜大分子的降解，与小分子的多聚2D2*形成有关。此外，该质粒还有capA等调节基因。
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