基因體學觀念影響下的微生物學  由近來發現可以感染阿米巴1.2Mb巨型病毒，極大與極小的細菌，到一些含有迷你簡化基因體真菌（9.2Mb），再再都挑戰起傳統微生物學界定對微生物的定義。 基因體學是由生物基因圖譜探討機體的生物性質，它已經開始在代謝、生理學、生態學、宿主-病原關係與工業微生物等層面，對微生物學領域產生重大影響，人們也開始由基因體學的角度來看微生物與人類、家畜及家禽、農業、進化生物學與結構生物學關係。 本文係回顧性論文，由真核、原核及病毒性微生物、生命最小基因體、微生物-微生物交互作用、可培養與不可被培養到最後細菌分類上的挑戰，都有提綱攜領式討論。 本文最後認為，當由可培養微生物與變化中基因體，累集足夠有關性狀與生態的特性數據後，我們會對細菌目、古菌目、真菌目與病毒四個領域間複雜關係，以及微生物與其他界生物的交互作用會比目前清楚。 同時基因體命名學對微生物的界定，會比現有由時間分子演化與表現型特徵所衍生而出來的命名方法，能有更清楚的定性與定量意義。

Ward, N & Fraser, CM

Curr Opin Microbiol 8 564~71 2005

How genomics has affected the concept of microbiology

 

一個大型人類A型流感基因體解序計畫 由紐約州政府健康部Wadsworth中心與基因體研究所,TIGR共同主持，预先不以致病性與病毒其他特性做挑選的A型流感基因體解序計畫,Influenza Genome Sequencing Project，已經執行完畢。 預期GenBank這份209株病毒完整基因體序列數據，將有助於讓科學家們了解流感病毒是怎麼進化、傳播與致病的？ 對這個毎年造成36,000美國人死亡傳染病的診斷、預防與治療都會有重大貢獻。 例如說；近五季以來在紐約州這相對狹小區域中所收集病毒，卻意外發現，這個由890到2,341bp大小不等八個單股負意識RNA分子組合的基因體，有相當大基因序列變異性。 這些H3N2亞型就有三種主要不同變種，在同一時間或不同時間在紐約州各地區流行。 2002~3年流行季中，前、後期H3N2型序列就有所突變，弱病毒經與強病毒混種，改變成為免疫上的新亞型病毒，導致在2003~4年早期流行季所注射疫苗，因為是依據2002~3年前期流行季病毒製造，與當期流行H3N2混合亞型變種略有不同，效果便有所折扣。 由本計畫建立的這些知識，未來在開發疫苗時，先針對變種病毒快速解序，將有助於有效預防與治療流感，及來自各禽流感亞型爆發性的大規模感染。

Ghedin, E, et al

Large-scale sequencing of human influenza reveals the dynamic nature of viral genome evolution

Nature 437 1162~6 2005

 

補體活化與各種糖尿病誘發心血管併發症  糖尿病對人群已經成為世界性的健康威脅，它最嚴重的後果是由血管病變而來的心肌疾病、神經病變、視網膜病變與腎病變。一型與二型糖尿病分別有15~25%及30~40%患者會產生腎病變，同時是西方世界導致末期腎衰竭重要單一原因。 本文回顧性眾多研究論文指出，醣化因子、生長因子/細胞間素、體液平衡動力學因子與胞內平衡改變，都是造成糖尿病腎病變的原因。近來許多資料指出補體系統，特別是甘露醣結合凝集素MBL途徑，推測能在胞內產生高量的活性氧,ROS，對糖尿病誘發血管病變而來的併發症扮演重要角色。 雖然，現在已經有各種藥物可以減緩糖尿病造成的血管病變，不少針對補體MBL途徑的新葯也在臨床實驗中，但是，食物控制與服用抗血壓藥物，對一型與二型糖尿病患者言，仍然是避免心血管併發症的主要手段。因此，在早期診斷出病情變化，成為及時治療糖尿病誘發心血管併發症重要工具。

Ostergaard, et al

Clin Chim Acta 361 10~19 2005

Complement activation and diabetic vascular complications

 

細菌族群間有趣的治安官意識 細菌間使用化學物質進行對話、計數與群體偕同活動被稱為細菌的’治安官意識’,quorum sensing。 同步化的細菌組群比起單一個體，更容易像多細胞生物一般來面對環境挑戰。 族群膨脹也會觸發細菌的’ 治安官意識’，同一細菌種類也能產生不同效果，有時會產生毒素，有時將自身由群體生物膜上脫出，另行謀生。 雖然，毎種細菌有它們自己方言，但是，一類化學分子-自我誘導物-2, autoinducer-2, AI-2，一直被科學們猜疑是細菌間共同語言。 本文首度證實，不同種細菌能共同享有一種分子語言，特別是環境共存細菌之間，的確可以透過AI-2來有效溝通。 筆者將大腸桿菌與海洋Vibrio harvei菌共同培養，當V. harvei族群過多，就能在暗中自行發光，是以當倆菌在試管中一起培養時，觀察到足量AI-2可以開啟V. harveyl發生螢光，而大腸桿菌又能藉著產生與分解AI-2，控制其他細菌開啟或關閉’ 治安官意識’。 筆者又將霍亂腸炎弧菌V. cholerae與大腸桿菌共同培養，發現大腸桿菌也可以使V. cholerae關閉它的毒素產生機制，而另外分泌出一種酶將自身由小腸絨毛切下，另找不受大腸桿菌’ 治安官意識’影響的環境生存。

本文結論是不同種細菌能夠藉由化學分子溝通，也能互相干擾彼此間的溝通，如果這是細菌間普遍現象，往後就要看科學家們怎麼善用這種局勢了？

Xavier, K & Bassler, B

Interference with AI-2-mediated bacterial cell-cell communication

Nature 437 750~3 2005

 

針對惡性腫瘤相關抗原的免疫療法可以消除小鼠乳癌 一般細胞也可以表現所謂惡性腫瘤相關抗原,TAA，只是癌細胞較正常細胞分泌更多的TAA。 一般人罹患癌症過程，多因為正常細胞產生癌變時，TAA在正常組織內以低濃度出現，致使免疫系統對TAA產生耐受性，無法察覺細胞變異，及時清除體內惡性腫瘤細胞而成為癌症患者。筆者採用單核細胞增生李斯特菌Listeria monocytogenes為載體，將HER-2/Neu基因崁合於細菌白基因上，注入小鼠體內打破免疫系統對TAA耐受性，活化各種抗原提呈細胞如樹突狀細胞、巨嗜細胞等，增加免疫系統對分泌TAA癌細胞辨識，可完全清除或停止小鼠乳癌細胞的轉移。 同一方法使用於治療子宮頸癌，已準備進入臨床。

        惡性腫瘤免疫療法俗稱癌症疫苗，本身已為習見技術，本文使用L. monocytogenes菌為載體特殊處在於：一、細菌一般比病毒易引發內生性與適應性免疫反應，二、L. monocytogenes菌被宿主細胞吞噬與抗原提呈機制與其他微生物不同，雖然一部份走慣常MHC class II途徑外，部分菌體進入胞液內，並不經過液泡提呈至細胞表面，使T殺手細胞造成多樣性，因而更能辨識癌細胞。

Paterson , Y., Singh, R., Dominiecki , ME. , Jaffee, EM

J Immunol Sept 15 2005

 

一些前列腺癌細胞自身抗體模式能幫助早期診斷前列腺癌  本研究採取119位前列腺癌患者與138位非前列腺癌患者血液，經對比發現；前列腺癌患者血液內前列腺癌細胞的一些自身抗體模式，配合PSA查驗，能夠有效增加前列腺癌的撿出率。

診斷前列腺癌一般是以PSA大於4ng/ml為判斷基準，但是僅僅以血液PSA為截值來篩檢前列腺癌，經常會有高達80%的偽陽性檢出率，而多做了許多不需要的昂貴病理切片，故此，有效而早期診斷前列腺癌，是泌尿科醫生夢寐以求的目標。 本研究找出前列腺癌細胞的22個蛋白質，在血液中對比其相關自身抗體，發現對前列腺癌有88.2%的專一性與81.6%的靈敏度，加上PSA查驗，可以使前列腺癌檢出率提升到92.7%，而將進一步接受病理切片PSA截值提升到10ng/ml，減少了許多不必要的切片檢查。

本研究仍需要做更多不同族群的檢體，以驗證前列腺癌細胞自身抗體模式，對早期診斷前列腺癌的有效性。 本文查驗癌細胞自身抗體，結合原有各種癌症標誌物檢驗，可能成為一種通用的早期診斷惡性腫瘤有效方法。

Srivastava, S

New Engl J Med, Sept 22 2005

 

大腸癌的血液學早期診斷 在血液或糞便中，檢測大腸癌相關基因的突變片段，相較於傳統免疫診斷，因體內巨嗜細胞處理了死亡癌細胞，癌細胞特殊基因突變片段釋出到血液內，可以早期診斷出大腸癌。 本文將使用了磁珠懸浮DNA擴增技術,BEAMing，放大導致腫瘤的腺腫瘤結腸息肉病,adenomatous polyposis coli gene突變基因片段訊號，使用磁極分離，再配合細胞流式計數儀加以定量，本文結果可以成功地區分出惡性與良性腫瘤。 因此，理論上只要能找到各種癌細胞的特殊腫瘤基因與其突變片段，本方法可以通用於一般癌症的早期檢驗，對許多癌症如胰臟癌、胃癌、肺癌、卵巢癌與膀胱癌而言，一般並沒有較好的篩檢方法，而癌症特殊基因突變研究較清楚的，即使只有部分患者在沒有發病前，能被早期篩檢出來，採取進一步手術治療仍然有重大意義。

目前，本方法仍在實驗階段，仍需要大規模臨床才能實用。

Vogelstein, B, et al

PNAS USA Oct 25 2005