3月12日，国际著名学术期刊PLoS ONE（公共科学图书馆 综合）在线发表了中科院广州生物医药与健康研究院张天宇研究组的最新研究成果“Engineering More Stable, Selectable Marker-free Autoluminescent Mycobacteria by One Step”。

分枝杆菌引起的疾病，如结核病，麻风病和布鲁利坏死病（Buruli ulcers）一直是引起全球引起高致残率和死亡率的疾病。世界卫生为组织2013年报告全球新发结核病约900万人，死亡约150万人，较2011年增加了10万。耐药结核菌及其与艾滋病并发对结核病的防控带来了极大挑战。多数致病性分枝杆菌生长缓慢，严重阻碍了对该类病原菌的研究和药物、疫苗的研发等。

之前的研究已经证明自主发光的结核分枝杆菌可作为良好的报告菌株，可以极大降低体外抗结核药物筛选和体内筛选、评价抗结核药物和疫苗的成本，缩短时间，节约人力和减少小动物的使用。特别是在体内研究中，无需注射任何底物，每次活体检测一只小鼠仅需3秒，包括麻醉时间不超过1分钟（T Zhang et al, PLoS ONE, 2012,7(1): e29774.）。

然而，之前构建的菌株发光元件并不是十分稳定，而且有一个卡那霉素抗性基因标记，该标记可能由于具有潜在的交叉耐药的特性，不适合筛选某些类型的化合物，更不适合评价潜在的药物组合。结核菌有限的筛选标记基因（结核菌常用的只有2个）也是带有筛选标记基因的一个重要缺陷，限制了其在基础研究中的多项应用。因此，无抗性标记的更稳定的自主发光菌具有更高的研究和应用价值。

张天宇研究组经过一系列摸索，先是成功构建了一种用于高效构建无抗性标记重组分枝杆菌的抗性表达盒(专利号:201310386264.0. F Yang et al, J Microbiol Methods, 2014 103:29-36), 同时采取多种策略进行研究，最终实现了一步法构建自主发光分枝杆菌，包括结核分枝杆菌（实验室标准株和多种临床耐药株），卡介苗（BCG，图1），海分枝杆菌和非致病的耻垢分枝杆菌等。结果发现它们不仅无筛选标记而且发光元件非常稳定。申报的专利已获批（ZL 201210183007.2）。

本研究组已经利用该类发光菌建立了高效的完整的抗结核药物筛选评价平台（图2），与我院内外多个课题组合作，包括澳大利亚的CSIRO，筛选了4万多个化合物并进行了不同阶段的研究。目前已获得近十个具有体内抗结核活性的化合物，申请了3个专利。

本研究得到了中科院及实验室的经费支持。

图1.自主发光M. bovis BCG

图2. 中科院广州生物医药与健康研究院 抗结核药物筛选评价平台