肺结核（pulmonary tuberculosis）是由结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis, MTB)感染引起的以侵袭肺部为主的慢性传染病。目前，肺结核已经成为危害人类公共健康的全球性问题。据世界卫生组织（world healthorganization，WHO）发布的统计结果，2010年全球肺结核新发病例880万，约有145万人死于肺结核。随着抗生素的广泛使用，结核分枝杆菌的耐药问题日益严重，随之产生的多重耐药肺结核(multidrug resistance tuberculosis, MDR-TB)，甚至广泛耐药肺结核(extensively drug tuberculosis resistant, XDR-TB)更成为了全球结核病防控的主要威胁。普通的肺结核服用一线抗结核药物，半年左右即可治愈，而耐药肺结核的治疗周期一般不少于18个月，且所服药物的副作用较之普通药物更大，但治疗效果却十分有限。因此，在肺结核的治疗过程中，选择有效性及安全性俱佳的药物是耐药肺结核治疗的关键因素。同时，避开结核分枝杆菌传统药物产生的细菌耐药性，开发针对结核分枝杆菌的有效作用靶点的新型药物迫在眉睫。结核分枝杆菌作为结核病的病原菌，其致病基因成分复杂，在病原菌的进化过程中，基因水平转移(horizontal gene transfer，HGT)是目前结核分枝杆菌致病的主要推动因素。毒力岛(pathogenicity island，PAI)正是来源于大片段DNA的水平转移，位于基因组的特殊区域，可以将若干功能基因进行有效偶联，实现基因功能的互补及整合，是病原菌毒力进化的新方式。近年来随着高通量生物计算技术的快速发展，使病原菌毒力岛的高通量筛选成为可能。对结核分枝杆菌毒力岛的泛基因组扫描及功能解析将为我们全面注释该病原菌的致病机制奠定分子基础，对于结核分枝杆菌的诊断，疫苗及药物研发具有至关重要的作用。多重耐药肺结核较之药物敏感性肺结核疗程长、费用大且死亡率高。尽管目前有很多对于抗MDR-TB药物的报道，但还没有公认的有效药物用于MDR-TB的治疗。本研究通过网络meta分析的方法旨在对现有6种抗MDR-TB药物的有效性及安全性加以评估，寻找有效性和安全性俱佳的抗结核药物用于耐药肺结核的临床用药。本研究使用贝叶斯网络meta分析模型，通过6种抗MDR-TB药物的随机临床实验来评估抗结核药物贝宁喹啉、delamanid、利奈唑胺、左氧氟沙星、甲硝唑、莫西沙星的有效性和安全性。本研究系统分析了13项随机临床实验（12篇文献及ClinicalTrials.gov中的8项随机临床实验），1549例样本，使用比值比（oddsratios，OR）作为效应量。结果发现，6种抗耐药结核药物间的有效性和安全性具有统计学差异，利奈唑胺可能是最为有效的药物，随之依次为贝宁喹啉、delamanid、左氧氟沙星、莫西沙星和甲硝唑。毒力岛是一组紧密连锁且功能上密切相关的大分子DNA水平转移片段，它编码重要的毒力调控成分，毒力岛在病原菌的进化过程中通过基因重组的方式进入宿主菌，从而赋予了宿主菌新的毒力特征，也为病原菌的致病机制提供分子基础。本研究通过对结核分枝杆菌基因组任意1000bp片段4-mer核苷酸字符串频率谱的计算实现结核分枝杆菌的基因组条形码可视化注释，通过异常条形码区域欧式距离的计算及筛选，实现对结核分枝杆菌毒力岛的泛基因组扫描，随后应用Pfam_Scan和Blast2GO功能注释工具对已筛选得到的毒力岛进行功能分析。通过上述分析，我们共筛选得到三个结核分枝杆菌毒力岛区域，其中即包括了功能已知的毒力岛MPI-2和MPI-3，也包括功能未知的毒力岛MPI-1。MPI-2和MPI-3这2个毒力岛均携带编码PE/PPE家族蛋白的基因，MPI-2编码so-called Type VIIsecretion systems，功能分析显示其可作为结核分枝杆菌早期感染的诊断标志；MPI-3主要参与细胞壁中霉菌酸的合成及与宿主细胞的相互作用，功能分析前世其可作为抗结核药物的重要分子靶点；MPI-1的功能目前尚不清楚，但是通过蛋白结构域分析显示，此毒力岛上的基因可能编码integral membrane nitriteextrusion protein，促进结核分枝杆菌从有氧生长转变为非复制持留状态(nonreplicating persistence, NPR)，与结核分枝杆菌的持续性感染密切相关。基因组条形码技术整合了基因组更多的遗传信息，具有更高的分辨率。通过对结核分枝杆菌毒力岛的泛基因组扫描及功能解析将为我们全面注释该病原菌的致病机制奠定分子基础，也对结核分枝杆菌的诊断及疫苗和药物的研发起到至关重要的作用。