结核病是由结核杆菌(Mycobacterium tuberculosis)引起的严重危害人类健康的慢性传染病，全球约有20亿人次被感染，每年新增病例约900万，死亡150万。我国的结核病患病人数居世界第二。而卡介苗是目前唯一可用于预防结核病的有效疫苗，但其免疫保护效果却从O-80％不等。不同卡介苗菌株的遗传背景差异被认为是造成保护效果差异的关键因素之一。　　 本研究对四株不同遗传背景的卡介苗(中国株、俄罗斯株、丹麦株和Tice株)进行了培养和基因组DNA提取，通过高通量测序与缺口填补获得全基因组精细图，经注释，四株卡介苗分别预测得4041，4042，4048，4031个CDSs与678，657，638，679个串联重复序列，各有一个的5S，16S和23S rRNA基因和45个tRNA基因。　　 以牛结核杆菌(Mycobacterium bovis)基因组序列为参考，结合己报道的卡介苗巴斯德株、东京株和Moreau株的全基因组序列，通过生物信息学方法进行七株卡介苗的比较基因组学与微进化分析，共得5518个SNPs，去冗余为1255个，舍弃含缺口基因中的99个，保留1156个SNPs，构建首株卡介苗的SNPs进化树，从基因组水平证实卡介苗中国株源于丹麦株，解决了中国卡介苗的菌株来源争议。　　 之后，将牛结核杆菌全部基因分为必需基因，非必需基因，抗原基因和PE/PPE基因四类，发现与传统进化论一致，卡介苗基因组中，必需基因比非必需基因保守，抗原基因最不保守，但抗原簇区却超保守，说明抗原簇的超保守是结核杆菌共有的特征，而非之前报道称的与人免疫系统共进化结果。PE/PPE基因有明显的高多样性与低非同义突变率(低dN/dS)，与整个基因组进化方向相反，表明此类基因应具有特殊功能。而我们发现了11个基因既有PE/PPE的结构域又有已实验证实的抗原决定簇，说明该家族蛋白可能与免疫作用相关。此外，卡介苗的必需、非必需、抗原基因相对于MTBC，多样性明显较少，而dN/dS较大，说明卡介苗亲缘关系较近，且体外培养使作用于卡介苗的净化选择压力(Purifying selection)明显减弱。　　 最后比较分析了卡介苗和结核杆菌的抗原基因和PE/PPE基因相似性，发现二者只有40％的抗原基因完全一样，36％存在种间差异，剩余的24%存在菌株差异，可解释为何BCG保护效果不佳，且不同菌株保护效果差异很大。并鉴定了402个与卡介苗毒力弱化直接相关的特异SNPs，245个与卡介苗各株毒力和免疫保护差异相关的特异SNPs。　　 这些研究发现，可为卡介苗的毒力弱化机制研究及新疫苗的开发提供重要参考价值。