病原宏基因组高通量测序生物信息学分析质量评价的研究现状与思考

病原宏基因组高通量测序(mNGS)技术已成为感染病原学诊断的新工具,由实验操作(湿实验)和生物信息学分析(干实验)两部分组成。干实验由算法和数据库构成,其功能是对湿实验产生的测序数据进行分析处理后输出检测结果。干实验的性能受到测序数据中复杂多变的干扰因素的影响,包括临床样本中大量的人源核酸、试剂与耗材携带的微生物核酸、采样与湿实验引入的环境微生物核酸、数据库中基因组质量不均一或不同物种基因组之间的相似性过高导致的错误比对与注释,以及算法与参数差异对分类鉴定的影响等。上述干扰因素可能来自mNGS检测各个环节,不仅可能导致干实验输出错误的物种鉴定和微生物检测结果,也给干实验的质量控制与评价带来较大挑战。本文综述了mNGS干实验质量控制的关键问题以及关于质量评价方法的思考。

Xpert MTB/RIF联合宏基因组高通量测序对菌阴肺结核的诊断价值分析

目的探讨Xpert MTB/RIF联合宏基因组高通量测序对菌阴肺结核的诊断价值。方法回顾性分析2019年12月至2022年5月诊断为菌阴肺结核的70例患者,分别进行XpertMTB/RIF检测、宏基因组高通量测序及二者联合检测。采用固体培养法和比例法对生化病原菌进行诊断并分析诊断效能。采用预测值绘制受试者操作特征曲线。结果Xpert MTB/RIF诊断阳性率75.57%,阴性率21.43%;宏基因组高通量测序诊断阳性率78.57%,阴性率21.43%;联合诊断阳性率88.57%,阴性率11.43%。Xpert MTB/RIF检测敏感度为77.55%、特异性为59.86%,曲线下面积(area under the curve,AUC)为0.827;宏基因组高通量测序检测敏感度为77.47%、特异性为61.02%,AUC为0.808;联合检测敏感度为89.75%、特异性为89.57%,AUC为0.925。结果显示Xpert MTB/RIF联合宏基因组高通量测序在菌阴肺结核中诊断的敏感度、特异性均高于单一检测(P<0.05)。结论XpertMTB/RIF联合宏基因组高通量测序在菌阴肺结核诊断中具有较好的应用价值,值得临床推广使用。

全基因组重测序解析重庆武隆中华蜜蜂遗传变异及种群分化特征

【目的】解析重庆武隆中华蜜蜂的遗传变异及种群分化特征,为该地区传粉昆虫的遗传多样性研究提供理论参考。【方法】对重庆武隆中华蜜蜂进行全基因组重测序,并结合我国其他地区57群中华蜜蜂的重测序原始数据进行种群遗传分化分析。【结果】测序共获得武隆中华蜜蜂有效数据(clean data)33.53 Gb,发现高质量单核苷酸多态性(SNP)位点共3886321个,小片段的插入与缺失(small indel)位点1392028个。在武隆中华蜜蜂样品中筛选出具有相同变异位点的非同义SNP突变基因589个,编码区发生small indel的基因214个。这些基因主要富集于赖氨酸降解、轴突导向、细胞外基质受体互作和丝裂原活化蛋白激酶信号通路。最终获得16个具有相同SNP和small indel的突变基因,其中包括嗅觉受体基因2个、细胞色素P450基因1个。武隆中华蜜蜂与我国其他地理型中华蜜蜂可能存在显著的遗传分化,与华中中蜂和北方中蜂(陕西安康)种群的亲缘关系较近。【结论】推测氨基酸代谢、神经系统发育、嗅觉进化、抗逆性能改善以及对温度偏好性的转变与武隆中华蜜蜂适应重庆本地自然环境有关。随意引种可能导致优质中华蜜蜂品种混杂,生产性能和抗逆性能下降。因此,需要保护本土优质中华蜜蜂种质资源。

基于全基因组重测序评估郏县红牛保种群遗传多样性与群体结构

【目的】了解郏县红牛保种群的群体结构和遗传多样性,从而更好地保护和利用郏县红牛遗传资源。【方法】基于全基因组重测序技术,对30头郏县红牛的全基因组单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)进行检测,并通过分析群体遗传多样性、群体结构、连续纯合片段(runs of homozygosity,ROH)分布特征和亲缘关系,对郏县红牛保种群的保种效果进行综合评估。【结果】在30头郏县红牛个体中共检测到41215797个高质量SNPs位点;郏县红牛群体遗传多样性丰富,最小等位基因频率为0.13±0.13,多态性标记比例为0.58±0.33,期望杂合度为0.192±0.152,观测杂合度为0.191±0.158,核苷酸多样性为0.003±0.001。郏县红牛群体的有效群体含量呈逐代下降趋势,在1000代前有效群体含量为2716头,在20代前为143头;郏县红牛个体间的遗传距离介于0.80~0.89之间,平均遗传距离为0.83±0.02。聚类分析显示,30头郏县红牛共分为7个家系,15头公牛可分为5个家系;30头郏县红牛个体中共检测到5947个ROH,总长度为2.8 Gb,长度为0~0.5 Mb的ROH占比最多(73.08%),2~4 Mb的ROH占比最少(0.40%),基于ROH的平均近交系数为0.19±0.07,15头公牛的平均近交系数为0.15±0.05。【结论】郏县红牛保种群遗传多样性丰富,群体结构没有出现明显分层,整体上保持了较高水平的近交,出现了一定的近交风险,需加强选种选配工作,以确保郏县红牛遗传资源的可持续发展。

基于全基因组重测序数据的新疆褐牛基因组结构变异检测及群体结构分析

旨在鉴定新疆褐牛基因组结构变异(structure variation,SVs)特征,并在此基础上探索新疆褐牛培育过程中受到影响的结构变异。本研究基于全基因组重测序数据,利用Manta、Delly、Lumpy三款软件对新疆褐牛及其父母本(瑞士褐牛、哈萨克牛)以及中国西门塔尔牛基因组结构变异进行检测,之后利用主成分分析、构建系统发育树和遗传分化指数(F_(ST))将新疆褐牛基因组与其余3个品种进行比较分析。结果显示,4个牛品种共检测出54969个SVs,缺失型变异占比最高(56.59%),插入型变异占比最少(0.03%)。从数量上看,这些SVs在染色体上的分布呈现出随染色体号变大而逐渐减少的趋势。不同品种间存在共有变异和品种特有变异,其中地方品种哈萨克牛拥有的特有SVs数量最多。主成分分析和系统发育树结果发现,新疆褐牛同哈萨克牛和瑞士褐牛具有较近的亲缘关系。经选择信号分析、基因注释和富集分析,挖掘出了一批与产奶性状(PI 4K2A、ELOVL3、ECHS1、SCD、TCF 7L2、PNLIPRP2、BTRC、PLCE 1)、生长发育(BMP6、TLL2、MAPK9、ROR 2)、适应性(PRKC B)以及免疫(GSTO2、GSTO 1)相关的关键基因。本研究从结构变异上解析新疆褐牛的特征,并揭示一些新疆褐牛培育过程中高度分化的基因,为推动新疆褐牛的遗传改良提供了基础资料。

全基因组测序分析山东省胶东地区禽源弯曲菌基因组特征和耐药性

为了解山东省胶东地区禽源弯曲菌的耐药特征、毒力特征及分型遗传进化关系,对2021-2022年来自胶东地区26个养禽场的31株弯曲菌,采用肉汤稀释法进行抗生素敏感性检测,然后基于全基因组测序结果分析其耐药基因、毒力基因、多位点序列分型,并进行全基因组单核苷酸多态性(wgSNPs)遗传进化分析。结果显示:31株弯曲菌对四环素的耐药率为96.77%,对环丙沙星、萘啶酸的耐药率均为93.55%;31株菌呈现出6种耐药谱,15株菌耐3类及以上药物。基于全基因组测序结果,31株弯曲菌分为20个序列型(ST),其中结肠弯曲菌优势克隆群为CC828,空肠弯曲菌呈现多样性分布;携带喹诺酮类、四环素类、氨基糖苷类、β-内酰胺类等多种类型耐药基因,携带已知功能的6类42种毒力基因。经wgSNPs遗传进化分析,结肠弯曲菌优势克隆群CC828分布在3个小分支中,空肠弯曲菌分布在7个小分支中,分布分散。结果表明:胶东地区禽源弯曲菌耐药严重,耐药谱较广,携带的耐药基因与耐药表型有一定关系;携带毒力基因数量较多,结肠弯曲菌有优势克隆群,空肠弯曲菌ST型呈多样性,分离菌株具有较高的遗传多样性。本研究为降低禽源弯曲菌向人类传播的概率,实现“同一健康”提供了技术支撑。

全基因组测序分析生畜肉中沙门氏菌血清型、耐药性与毒力因子

了解市售生畜肉中沙门氏菌(Salmonella)血清型、序列型(sequence typing,ST)分布、耐药性和毒力因子特征,探讨ST与耐药性和毒力的关系。收集2020—2023年从生畜肉中分离的68株沙门氏菌,用血清凝集法鉴定其血清型,微量肉汤稀释法进行药物敏感检测;全基因组测序分析多位点序列分型、耐药基因与毒力因子,并结合系统发育树分析其相关性。结果表明:68株沙门氏菌可分为14种血清型,以鼠伤寒沙门氏菌和肠炎沙门氏菌为主,ST以ST19、ST34和ST11为主;多重耐药菌株占比69.12%(47/68),对氨苄西林(76.47%)、四环素(55.88%)和萘啶酸(52.94%)耐药率较高;68株沙门氏菌均携带菌毛吸附相关因子、镁离子转运相关因子、非菌毛类吸附相关因子、调控相关因子和分泌系统相关因子;生畜肉中污染的沙门氏菌血清型种类多样,耐药性严重且携带多种毒力因子,需要加强畜类养殖和生产销售的管理。

一株孔雀源奇异变形杆菌全基因组测序及毒力与耐药性分析

【目的】试验旨在了解分离自蓝孔雀的奇异变形杆菌PM19的毒力、耐药性以及基因组特征。【方法】采用动物试验、药敏试验和PCR方法对分离菌进行毒力、耐药性以及毒力基因检测,并运用Illumina NovaSeq6000平台进行基因组框架图测序,通过NR、KEGG、Swiss-Prot、COG、PHI-base、CAZy、CARD和VFDB数据库进行功能基因注释以及病原宿主互作用蛋白、碳水化合物活性酶、耐药基因和毒力因子预测分析。【结果】分离菌PM19为多重耐药菌,对受试的氨苄西林、阿莫西林/克拉维酸钾、头孢曲松、头孢噻肟、阿米卡星、庆大霉素、卡那霉素、环丙沙星、四环素、强力霉素、磺胺嘧啶钠、替米考星、氟苯尼考和氯霉素共14种抗菌药物全部耐药。分离菌具有较强毒力,对小鼠半数致死量为6.19×10^(6)CFU。FliL、zapA、rsmA、hmpA、mrpA、atfA、pmfA和ureC共8种毒力基因在该菌中被检测到。全基因组测序分析显示,该菌基因组大小约为3.98 Mb,GC含量为38.94%,预测到3715个编码基因。PHI-base数据库注释出158个与病原宿主互作用有关的蛋白基因;CAZy数据库注释出101个碳水化合物活性酶基因;通过CARD数据库和VFDB数据库分别注释到92个耐药基因和8类毒力相关基因。【结论】奇异变形杆菌PM19菌株具有较强毒力且为多重耐药菌株,携带大量病原宿主互作用蛋白基因、碳水化合物活性酶基因、耐药基因及毒力基因。

全外显子测序联合基因组拷贝数变异测序在儿科遗传病诊断中的应用

目的探讨全外显子测序(whole exome sequencing,WES)联合基因组拷贝数变异测序(copy number variation sequencing,CNVseq)在儿科遗传病诊断中的应用价值。方法选取2019年8月至2023年7月郑州市妇幼保健院新生儿科及儿科收治的怀疑患有遗传性疾病或临床诊断不明确的患儿为研究对象,采集患儿及其父母外周血进行WES及CNVseq检测,对检出的变异进行分类及评级,并进行一代测序或qPCR验证。结果共纳入患儿33例,其中男性18例,女性15例,年龄范围为1 d~8岁。WES的阳性检出率为36.4%(12/33),CNVseq阳性检出率为9.1%(3/33),两者联合阳性检出率为45.5%(15/33)。结论WES联合CNVseq是儿童遗传性疾病分子诊断的有力工具,可作为一线检测手段在临床大力推广。

基于全基因组测序的耐多黏菌素和替加环素肺炎克雷伯菌特征研究

目的分析1株多黏菌素和替加环素均耐药的肺炎克雷伯菌基因组特征。方法肺炎克雷伯菌KP2016分离自我院临床痰液标本。采用微量肉汤稀释法测定KP2016对亚胺培南、美罗培南、多黏菌素和替加环素的最低抑菌浓度。对菌株进行第二代Illumina和第三代Oxford Nanopore全基因组测序。通过Unicycler对第二代和第三代序列进行混合拼接。通过ABRicate v0.8.13调用Resfinder数据库分析耐药基因。通过ISFinder分析移动元件。利用CGE(Center for Genomic Epidemiology)网站分析菌株的ST型和质粒复制子类型。利用Proksee对质粒结构进行可视化。结果KP2016菌株对多黏菌素和替加环素均耐药,MIC分别为512和16 mg/L。MLST分析显示KP2016属于ST656,携带多黏菌素耐药相关mcr-1和mcr-8基因和替加环素耐药相关tmexCD1-toprJ1基因簇。KP2016携带1个染色体和5个环形质粒,质粒大小3,991~275,345bp,GC含量44.35%~52.20%。mcr-1基因位于约44kb的质粒p1上,上下游环境为ISKpn26-mcr-1-pap2-ISApl1;mcr-8基因位于IncR/IncN型质粒p2上,遗传结构为ISEcl1-mcr-8-orf-ISKpn26;tmexCD1-toprJ1基因簇结构为IS26-tnfxB1-tmexC1-tmexcD1-toprJ1。此外,菌株还携带多黏菌素耐药相关的染色体介导的CrrB突变(L204V、V237I)。结论肺炎克雷伯菌KP2016多黏菌素耐药由mcr-1、mcr-8和crrB突变介导,替加环素耐药由tmexCD1-toprJ1基因簇介导。应加强合理监测,防止其在医疗机构中进一步传播。

全基因组测序技术在结核病中的应用进展

全基因组测序是高通量测序技术,因偏倚小、成本不断降低等优势而广泛应用于疾病的临床诊断和研究中。近年来,结核病带给全球公共卫生的压力不容小觑。目前,全基因组测序技术在结核病诊断、耐药性检测、致病机制研究及其传播防控等方面面临诸多挑战。本文阐明全基因组测序技术在结核病中的最新应用进展。

沙塘鳢肠道致病菌G-2全基因组测序及信息分析

为探明造成养殖沙塘鳢肠道出血的病原菌G-2的特性,对G-2进行全基因组测序和分析。基因组组分分析和基因功能注释结果显示:G-2的总基因数为5134个,其中蛋白编码基因4977个,非蛋白编码基因157个,非编码基因中tRNA基因107个,rRNA基因42个,sRNA基因8个;分别有5109、3339、3362、2543个基因在对应的Nr、SwissProt、COG、KEGG数据库中获得注释;毒力基因分析表明G-2含有多种肠毒素和溶血素基因、InhA蛋白、磷脂酶及蛋白质毒素,解释了该菌造成养殖沙塘鳢肠道出血的原因。基于G-2菌株的16S rRNA序列信息构建系统进化树,确定其为苏云金芽孢杆菌。

基于全基因组重测序研究文昌鸡产蛋性能的影响因素

旨在通过研究文昌鸡进化过程的特征,深入理解影响产蛋性能的因素,为文昌鸡优良品种选育提供基础。本研究采集35只健康文昌鸡(35周龄,15公,20母)和30只健康江汉鸡(35周龄,10公,20母)的血液组织各3 mL提取DNA,采用全基因组重测序方法建库测序。首先,对于原始测序数据用trimmomatic软件过滤,获得高质量序列比对到鸡的参考基因组,GATK软件提取变异位点SNPs,设置参数质控去除低质量、假阳性变异位点,进一步采用snpEff对过滤的SNPs进行基因结构和功能注释。然后,比较文昌鸡和江汉鸡的群体结构差异,分别设置评估群体差异参数Fst、ROD、Tajima′s D的阈值,筛选受到选择的区域,并对这些区域的基因进行功能富集。结果表明:1)文昌鸡测序获得1.05 Tb clean data,平均每个样本大约29.97 Gb,测序深度大约28×;江汉鸡测序获得1.10 Tb clean data,每个样本大约36.72 Gb,测序深度大约35×;平均比对率>98%。2)两个群体基因结构注释总数均是内含子>基因间区>上下游调控区>编码区;系统进化树和主成分分析显示文昌鸡和江汉鸡亲缘关系较远;文昌鸡的连锁不平衡程度低于江汉鸡。3)与产蛋性能相关基因的功能富集结果主要包括3种必须氨基酸(缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸)代谢途径、钙离子沉积、金属肽酶抗氧化、肾上腺素和催乳素受体活性等功能,而且这些通路的基因都位于受到强烈选择的区域。综上所述,影响文昌鸡产蛋性能的因素主要包括必须氨基酸代谢、矿物质沉积和抗氧化、性腺激素分泌,这3个因素在进化过程中都受到强烈选择,对产蛋性能发挥重要调控作用。从进化分子遗传学角度研究鸡的产蛋机理,不但能够促进理解文昌鸡产蛋性能的进化特征,而且有助于加速高产蛋鸡品种或品系的培育。

基于全基因组重测序解析皮山红羊群体遗传结构及产羔数候选基因研究

[目的]皮山红羊是分布于新疆和田地区的新发现多羔性地方绵羊品种。本研究基于全基因组重测序技术从基因组水平上了解皮山红羊的群体遗传结构及产羔性状受选择信号区域,并对候选基因进行验证。[方法]选择30只连续产2~3羔的经产皮山红羊母羊为高繁组(high fertility, HF),30只连续产单羔的经产皮山红羊母羊为低繁组(low fertility, LF),对这两个群体进行全基因组重测序。应用主成分分析(PCA)、系统进化树、群体遗传结构及全基因组扫描(Fst&θπ)等综合分析法确定候选区域,进一步筛选皮山红羊产羔性状候选基因。采用飞行质谱分型技术对候选基因进行分型验证。[结果]皮山红羊高、低繁殖组群体连锁不平衡(LD)分析衰减曲线相似,系统进化树显示两组群体分化程度不明显。PCA结果显示,两个群体明显聚成一簇,个别个体离群,其位置及相互关系符合进化树结构以及群体结构结果。设置同时达到Top 1%Z(Fst)值和θπ值的窗口为候选区域,共注释229个强选择信号,HF和LF组注释基因分别为86和143个,其中筛选到42个可能与繁殖性状相关的候选基因,如MARF1、CHGA、BMPR1B、IMMP2L、CDK14、ZDHHC3、CCDC71、DSCAML1、LIMK2、P2RY14等。经GO与KEGG通路分析发现,GO功能显著富集在钠离子跨膜转运蛋白活性的调控、凋亡过程的调控、钠离子通道调节剂活性、G蛋白偶联受体结合、G蛋白偶联嘌呤核苷酸受体活性等条目,KEGG显著富集通路主要与信号传递、信号通路、物质代谢等通路有关。分型结果表明,MARF1基因有11个SNPs位点在皮山红羊群体中真实存在,其中,g.14023542 T>A、g.14036507 A>G、g.14046123 C>T位点与群体平均产羔数显著关联,且前2个突变位点呈现强连锁关系(r2>0.3),g.14023542 T>A位点TT基因型具有最多的平均产羔数(1.901±0.675)。[结论]皮山红羊高繁组和低繁组两个群体遗传背景相似,具有一定程度的分化,但分化不明显。MARF1、CHGA、BMPR1B、IMMP2L、CDK14、ZDHHC3、CCDC71、DSCAML1、LIMK2、P2RY14等基因可能是影响皮山红羊产羔性状的候选基因。MARF1基因的3个SNPs位点可作为皮山红羊产羔性状潜在分子选育标记。

扩增子与宏基因组策略在猴痘病毒全基因组测序考核中的应用比较

目的比较扩增子与宏基因组测序在猴痘病毒全基因组测序考核中的应用效果,为猴痘病毒测序溯源与疫情防控提供技术参考。方法扩增子测序:对猴痘DNA先进行全基因组靶向扩增,再对扩增产物进行二代测序;宏基因组测序:对猴痘DNA直接进行二代测序。获得序列后使用CLC、IGV等软件分析2种不同测序方法的有效数据百分比、测序深度及不同测序深度下的病毒全基因组测序覆盖度等质量参数,评估测序质量。使用Nextclade进行病毒分型、序列突变及缺失情况分析,比较2种测序方法所获得序列的一致性及完整性。结果使用猴痘参比毒株MPXV-M5312_HM12_Rivers全基因序列(GenBank登录号:NC_063383.1)进行拼接后,扩增子测序和宏基因测序所获得有效数据百分比分别为99.72%和7.54%,测序深度范围分别为0×~334839×和44×~1000×,测序深度10×以上的位点覆盖度分别为90.3%和100%。通过IGV查看全基因组在不同测序深度下的覆盖情况发现,宏基因测序的全基因组位点测序深度覆盖均匀,而扩增子测序的全基因组位点测序深度覆盖不均、差异明显。病毒分型及序列一致性分析显示,2种方法所获得序列均为猴痘病毒IIb B.1分支,与参比序列相比宏基因测序结果存在73个突变位点,扩增子测序存在68个突变位点,深入分析发现扩增子测序有7个IIb B.1分支的共有突变位点未测到,还存在2个假阳性私有突变位点。结论在猴痘病毒全基因测序中可灵活使用扩增子测序或宏基因组测序方法,其中扩增子测序可以获得更多的有效数据量,而宏基因组测序在序列覆盖的均一性和准确性方面较好,本研究旨在为提高猴痘病毒全基因组测序成功率提供一点启发与技术参考。

基于全基因组重测序分析中国地方鸡的群体结构和保护优先权

[目的]旨在对中国本土鸡品种群体结构和保护优先权进行分析,促进畜牧业的可持续健康发展。[方法]收集了8个品种、共96个个体的重测序数据。通过主成分PCA分析、构建系统进化树及近交和遗传距离分析来了解群体结构,计算去除每个品种后总体基因和等位基因多样性的增减、模拟计算品种对具有最大基因多样性和最大等位基因多样性合成群体的贡献占比,进而系统评估品种保护优先权。[结果]所研究的品种可分为4个集群,其中藏鸡与其他品种分化最高,其自身分为2个亚群,其他品种则分为南北2个集群。藏鸡对遗传多样性的贡献最大;其次是文昌鸡和瑶鸡,此三者应考虑作为优先保护的品种。[结论]该研究结果将可为地方鸡品种保护与开发利用提供参考。

基于全基因组重测序分析酃县白鹅保种效果

【目的】酃县白鹅是湖南地区优秀的地方鹅种,为了解酃县白鹅的保种效果,对保种场各家系进行保种工作的评估。【方法】从酃县白鹅保种场的42个家系中各选取1只公鹅,翅静脉采血,提取DNA,进行全基因组重测序。基于保种场42只酃县白鹅公鹅的重测序数据,对其群体遗传结构和遗传多样性进行分析与评价。【结果】检测到采样群体的SNPs位点14270647个,经数据质控和过滤筛选出13696453个SNPs位点。主成分分析(PCA)结果发现,42只公鹅个体可以明显聚为3个亚群;通过群体渗透分析发现,3个亚群之间未发生明显的杂化现象(K=3)。亚群1和亚群3的群体分化指数(Fst值)为0.0842。42只酃县白鹅共检测到832条连续性纯合片段(ROH),ROH片段长度都集中在0~2 Mb区间;基于ROH得到的近交系数F ROH值为0.0130。群体的期望杂合度为0.2918,观测杂合度为0.2968,群体近亲系数(Fis)为0.036,多态信息含量(PIC)为0.266,基因多样性指数(Nei)为0.336。【结论】酃县白鹅保种场的鹅遗传多样性比较丰富,群体近交程度比较低,观测杂合度略高于期望杂合度,并无显著性差异,说明群体处于平衡状态,但部分亚群出现了中度遗传分化,后续保种过程中要使这些亚群进行杂交,以减少酃县白鹅遗传分化的程度。

1株ST515型多重耐药单增李斯特菌全基因组测序分析

【目的】了解1株分离自调理肉制品的单增李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)携带耐药基因、毒力基因、可移动元件情况以及遗传进化关系。【方法】以1株从新疆某地的调理肉制品中分离获得的LM菌株LM5567为研究对象,通过VITEK-2 Compact和AST-GP67药敏卡检测LM5567菌株耐药性;经全基因组测序后,对LM5567菌株进行功能注释、分子分型、遗传进化关系和耐药基因、毒力基因及可移动元件携带情况分析。【结果】LM5567菌株对苄青霉素、氨苄西林、苯唑西林、呋喃妥因、复方新诺明、四环素等抗菌药均有耐药性,其基因组全长为2.974 Mb,包含2 941个编码基因。通过GO注释共获得2 144个基因,包含了50种功能特性。多位点序列分型(MLST)分析结果显示,LM5567菌株为ST515型,与分离自不同国家的复合克隆系(clonal complex, CC)CC1菌株具有较近亲缘关系。单核苷酸多态性(SNP)分析表明,LM5567菌株与来自加拿大的菌株02_17924b、02_1103和1株来自波兰的菌株220的突变位点最少,该菌株携带88个毒力基因和6个耐药基因,存在1个转座子Tn6009并携带四环素耐药基因tetM。【结论】食源性LM5567菌株为ST515型多重耐药菌株,基因组携带多种耐药基因、毒力基因和1个转座子,具有发生耐药性转移的潜力,存在通过食物链传播引起人类李斯特菌病的潜在风险。

基于全基因组测序分析1起产气荚膜梭菌导致的腹泻暴发事件

目的对1起产气荚膜梭菌导致腹泻暴发事件进行病原学分析。方法采集病例肛拭子样本和环境涂抹样本,肛拭子样本增菌前后分别进行产气荚膜梭菌plc和cpe基因荧光PCR检测和产气荚膜梭菌分离培养,对分离菌落进行全自动生化鉴定和飞行时间质谱鉴定。对鉴定为产气荚膜梭菌的分离株进行全基因组测序,分析菌株携带毒力基因和耐药基因情况,基于全部分离株核心基因组单核苷酸多态性进行遗传聚集性分析。结果未增菌的病例肛拭子cpe和plc基因检出率分别为46.15%(6/13)和53.85%(7/13),基于BHI厌氧增菌后病例肛拭子cpe和plc基因检出率分别为38.46%(5/13)和53.85%(7/13);10名病例肛拭子分离到产气荚膜梭菌,均为F生物型(携带毒力基因分布plc+/cpb-/etx-/iA-/cpe+/cpb2+/netB-),10个分离株基于cgSNP构建的聚类树形成2个相互独立且遗传距离较远的分支,Lineage 1仅分布1株,为ST589,携带耐药基因为erm(Q),Lineage 2分布9株,为ST149,携带耐药基因为tetB(P),为一组高度克隆化的菌株。结论本次暴发事件由F型产气荚膜梭菌所导致,且多数病例感染一组cpe+高度克隆化菌株。全基因组测序技术可应用于产气荚膜梭菌暴发事件病原学分析,基于肛拭子样本的产气荚膜梭菌增菌方法和分子筛查方法有待开发和应用。

基于全基因组测序的四川省22例复发肺结核患者感染模式及耐药情况分析

目的:分析复发肺结核患者感染模式和耐药信息,为结核病患者治疗及防控提供科学依据。方法:采用前瞻性研究方法,参照入组标准从四川省峨眉山市、绵阳市涪城区和江油市3个耐药监测点收集2012—2021年肺结核患者分枝杆菌培养阳性菌株2207株,剔除286株重复菌株后与中国疾病预防控制中心结核病信息管理系统进行比对,排除18例发病间隔<12个月的患者后,对34例有2次及以上就诊情况患者菌株进行复苏、DNA提取、全基因组测序,分析复发患者结核感染模式和耐药情况。结果:排除11例某一配对菌株传代培养失败及1例全基因组测序结果为非结核分枝杆菌的患者后,最终纳入22例复发肺结核患者进行分析。其中,14例(63.6%)患者为内源性复燃,本地患者、发病间隔、初始感染菌株为Lineage 2谱系、耐药、耐多药、异烟肼耐药患者分别为13例(92.9%)、18.00(13.50,24.50)个月、10例(71.4%)、6例(42.9%)、2例(14.3%)、5例(35.7%),2例获得性耐药,1例乙硫异烟胺耐药性消失;8例(36.4%)患者为外源性再感染,其相应数据分别为4例(4/8)、14.50(13.25,16.75)个月、4例(4/8)、5例(5/8)、3例(3/8)、5例(5/8),且两次感染耐药类型均不同。结论:四川省作为结核病高负担地区,复发仍以内源性复燃为主,但耐药严重的外源性再感染也应引起重视,应积极关注这类患者的治疗情况,制定个体化用药方案,减少结核病复发。