基因测序作为发现的跳板
 

　　近几年大家对猪感染端螺旋体菌的研究兴趣逐渐增强。是因为出现了越来越多的B. hyodysenteriae耐药菌株，尤其是在欧洲地区有记载(Duinhof et al., 2008; Sperling et al., 2011);B. hyodysenteriae最近重新出现在北美和巴西;“ B. hampsonii”出现在北美和欧洲;并且，重要的是，随着这些细菌基因组的发表和新分子生物学技术的应用，增强了对其生物学特性的理解。关于短螺旋菌属的具体信息获得要比猪的其他病原菌相对滞后，只是空缺已经在逐步减少，越来越多的技术也在不断发展。
 

　　B. hyodysenteriae WA1株的基因组序列在五年已经发表了(Bellgard et al., 2009)，紧接着就有大量的短螺旋菌属的基因组序列陆续发表。这些数据为发病机制和毒力因子的研究提供依据-比如，在致病菌与非致病菌之间、毒力菌株与非毒力菌株之间通过比对基因序列和基因表达产物。我们实验室不同的短螺旋菌属的基因组序列清单见表1。基因组容量很大，存在于物种之间，甚至是单个物种的菌株之间，这是一个很有趣的特性，之前也描述了3株B. pilosicoli 菌株(Mappley et al., 2012)。这项发现重新强调了螺旋菌基因组的可塑性，事实上，包括病原菌存在很多冗余序列。这些数据的比对提供了一种新的生物学进化和种属的视角。与其他细菌相比，目前很多基因已经测序的基因很多还不知道其功能的什么。不幸的是，目前简单的基因手段对短螺旋菌还不可行，包括进行基因转移和基因失活实验，这些都需要对基因功能有更好的理解。
 

　　疫苗：B. hyodysenteriae WA1基因序列的有效性额其他基因组，提供了新的部分利用的机会。例如，通过“反向疫苗”方法的应用将基因序列数据用于扩展疫苗的开发，这些基因编码大量的预测表面暴露出的蛋白质或脂蛋白，都从B. hyodysenteriae基因组序列中鉴定出来，不同菌株中筛选用于生产重组蛋白，用作猪的候选疫苗和测试品。首次利用反向疫苗法发现了四个重组蛋白的结合体，在试验感染猪中对猪密螺旋体痢疾提供了有用的保护力 (Song et al., 2009)。我们可以预测，利用这种新的方法，用于预防B. hyodysenteriae 和其他短螺旋菌属菌的新一代的商品苗在将来可能会实现。
 

　　表1 短螺旋菌属已经测序的基因组大小

 

　　血清学检测： B. hyodysenteriae的其他预测的裸露蛋白已经从基因组序列中确定，之后广泛测试大量这样的蛋白，以重组体蛋白的形式表达，开发为潜在的抗原用作血清学ELISA检测感染B. hyodysenteriae的猪群。该检测将成为一种有用的猪病监测和疾病监测辅助手段，尤其是用于大量的样本检测时，利用ELISA可以相对降低成本。肉汁样本也可以用作抗体检测的样本(Song et al., 2012)。
 

　　质粒：B. hyodysenteriae WA1株的测序意外发现了一个以前未发现的36kb的质粒：有31个基因，包括6个 rfbA - D基因，预测与鼠李糖的生物合成有关，因此脂寡糖结构与糖基转移酶基因与与蛋白质糖基有关化 (Bellgard et al., 2009)。随后，一系列的PCR扩增质粒基因，从强毒株B204中提取DNA可以产生预期的产物(La et al., 2011)。然而，出乎意料的是，无毒力的A1株中未扩增出任何PCR产物。脉冲场凝胶电泳分析DNA，确认B. hyodysenteriae强毒株 WA1和B204存在这样的质粒，但是弱毒株A1就不存在。这些结果表明，可能这就是为什么A1株没有独立的原因了。随后检测264株澳大利亚B. hyodysenteriae分离株，仅有一株没有这种质粒。这一株被预测为减毒株，实验室用于给猪攻毒，与含质粒攻毒的对照猪相比，出现明显的发烧，开始定殖，导致猪下痢。这些结果表明，B. hyodysenteriae的质粒编码基因与定殖和/或疾病有关。B. hyodysenteriae 缺少这种质粒(和/或相关基因)预测其在猪中定殖的能力下降。尽管这些菌株看似不一般，但是他们不会导致明显的疾病症状。从实用的角度来看，这种差异可以解释疾病不同严重程度。
 

　　分子流行病学的新方法
 

　　最近几年其他的分型方法已经开发用于在广泛的范围内了解和监测B. hyodysenteriae及其他短杆菌属细菌的分子流行病学。包括多位点数量可变的串联重复序列分析(MLVA) (Hidalgo et al., 2010; Neo et al., 2013a)及多位点序列分型(MLST) (Råsbäck et al., 2007b; La et al., 2009b; Phillips et al., 2010; Osorio et al., 2012)。MLVA是一种快速和识别技术，尤其适用于当地流行病学调查。尽管MLST更复杂和费时，但是它有能将序列保存在公共数据库的优势(PubMLST)，并且能够按发现的照时间作为新的序列添加进去。因此，MLST能潜在地提供一个全球菌株的传播和多样性的功能。这两种方法都用于鉴定B. hyodysenteriae的自然克隆株，存在相当大的遗传多样性，特定克隆组的跨国传播，包括组织抗菌素的敏感性降低 (Hidalgo et al., 2010; Osorio et al., 2012)。另一方面，利用这些方法证明了 B. pilosicoli存在重组结构和很多突变株(Neo et al., 2013a; 2013b)。