社区获得性ST59型MRSA HZW450的全基因组测序及分析

目的对1例脓疱疮患者脓液中分离的1株社区获得性耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(CA-MRSA)HZW450菌株进行全基因组测序并对序列信息解析。方法使用三代测序PacBio技术对HZW450菌株进行全基因组测序,且使用SMRTanalysis v.R2.3.0对该序列进行序列拼接,上传NCBI进行基因功能注释,用RPSBLAST program进行直系同源簇(COG)注释以及毒力因子相关基因和耐药基因分析。同时比较国内其他地区发现的同一序列型(ST)的菌株毒力因子相关基因及耐药相关基因的差异,并比较HZW450菌株耐药基因型与表型的一致性。结果 HZW450菌株的基因组大小为2 831 958bp,GC占比32.9%,其基因组完成图序列已提交至NCBI GenBank数据库,登录号为CP020741。同时经过分析发现该菌株为ST59型,其基因组中含有许多与致病相关的毒力因子,以及含有耐药基因aph(3′)-III、ant(6)-Ia、mecA、norA、erm(B)和cat(pC233),毒力及耐药基因与ST59型其他菌株比较有差异。该菌株临床药敏结果与耐药基因比较分析发现,耐药表型与基因型存在差异。结论本研究报道了1株CA-MRSA(HZW450)菌株的全基因组序列。基因序列分析显示该菌株携带大量毒力基因,包括lukS-PV、lukF-PV、eta、fnbA、fnbB、sspB、sspC等,编码毒素、粘附、免疫逃逸等相关毒力因子,其毒力较强,致病性较高。     

2019年肇庆市不同来源金黄色葡萄球菌分离株分子流行与耐药特征研究

目的了解2019年肇庆市不同来源金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,本文简称金葡菌)分子流行特征和耐药谱构成情况。方法对2019年分离自食品样、医院环境涂抹样和患者样中的117株金葡菌进行肠毒素基因聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)检测、抗生素敏感性试验及多位点序列分型(multilocus sequence typing, MLST),并对优势序列型(sequence type,ST)菌株进行脉冲场凝胶电泳(pulsed field gel electrophoresis,PFGE)分析。结果 117株金葡菌中sea、seb毒力基因在不同来源的菌株间的携带情况存在差异,pvl毒力基因在不同耐药表型的菌株间携带情况也存在差异;肇庆市金葡菌耐药表型分为耐甲氧西林金葡菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA)株和甲氧西林敏感金葡菌(methicillin sensitive staphylococcus aureus, MSSA)株,MRSA株有4个优势耐药谱型,MSSA株则有3个优势耐药谱型。MSRA株耐药表型以多重耐药的MRSA株为主,且耐药情况严重;MLST分型、PFGE和ST型遗传进化分析显示,117株金葡菌可分为50个ST型,其中优势ST型有4个,分别为ST239、ST1891、ST3191和ST7,以患者分离株为主。4个优势ST型菌群间亲缘聚类距离较远,除ST7型菌群外,其他3个ST型菌株群中,不同来源的金葡菌间存在一定的亲缘关系。50个ST型可分为2个进化分支,其中有43个ST型在进化分支1上,7个ST型在进化分支2上,进化分支1与进化分支2间的菌株进化差异较大。结论肇庆市金葡菌毒力基因sea、seb在不同来源的菌株间携带情况存在差异,毒力基因pvl在不同耐药表型的菌株间携带情况也存在差异;耐药表型以多重耐药的MRSA株为主;肇庆市金葡菌流行4个优势ST型。不同来源间金葡菌存在相互散播的风险。肇庆市菌株主要位于进化分支1;防控部门应对不同来源和不同耐药表型的金葡菌制定相应的分级防控方案,并警惕不同来源的金葡菌相互散播的风险,防止高毒力强耐药的菌株引起本地区流行。同时注意ST1981型菌株,警惕该型菌株引起食源性疾病和院内感染的风险。     

2016-2017年宁夏地区牛源金黄色葡萄球菌的全基因组分析

[目的] 了解宁夏地区奶牛乳腺炎金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus,SA）代表菌株的基因组序列基本特征,进一步探究其耐药基因型、毒力及进化关系,为兽医临床防治提供理论依据。[方法] 采用纸片法对97株金黄色葡萄球菌临床分离株进行抗菌药物敏感性试验,同时进行葡萄球菌蛋白A（Staphylococcus aureus protein A,spa）分型、多位点序列分型（multilocus sequence typing,MLST）,根据分型结果选取16株代表菌株进行全基因组测序,并对获得的测序序列进行处理分析。[结果] 药敏试验结果显示97株分离株对18种抗菌药物存在不同程度的耐药,其中9株耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（methicillin-resistantStaphylococcus aureus,MRSA）对青霉素、氨苄西林、苯唑西林、头孢噻呋、磺胺异噁唑、红霉素、庆大霉素和克林霉素等8种抗菌药物完全耐药,甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌（methicillin-sensitiveStaphylococcus aureus,MSSA）菌株对青霉素、氨苄西林、磺胺异噁唑耐药率较高。耐药基因数据库（antibiotic resistance genes database,ARDB）注释分析显示16株代表菌株共携带21种耐药基因,其中norA、tet38、bacA、mepA的携带率较高,与药敏试验结果具有一定的相关性。毒力基因数据库（virulence factors of pathogenic bacteria,VFDB）注释分析显示所有菌株携带多种与粘附、宿主免疫逃逸、分泌、胞外酶编码、铁摄取等疾病相关的毒力基因,MRSA菌株均携带较多毒力因子,MSSA菌株携带毒力因子数目不等。基因岛预测结果显示16株代表菌株存在不同数量的基因岛且MRSA菌株携带基因岛数目及毒力基因岛较多,但耐药基因岛数目与MSSA差异不明显。SNP分析结果显示部分分离株同源性较高,同源性较高的两株MRSA的全基因组基本序列特征差异较小,携带的耐药、毒力基因情况相似。[结论] 宁夏地区牛源SA分离株耐药性情况严重且具有较高的毒力水平,本研究为家畜相关MRSA（livestock-associated MRSA,LA-MRSA）与MSSA基因组序列信息的比较分析及宁夏地区SA感染的临床防控提供参考依据。     

宁夏地区一株奶牛源耐甲氧西林金黄色葡萄球菌流行株的高通量测序分析

【背景】耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA)是一种常见的条件性致病菌,由MRSA感染导致的奶牛乳腺炎给奶牛养殖户带来了重大的经济损失。【目的】了解宁夏地区奶牛源MRSA流行株基因组序列特征,为MRSA感染的防治提供理论依据。【方法】采用琼脂扩散法对分离株ld11进行抗菌药物敏感性试验,同时运用Illumina高通量测序平台对其基因组DNA进行高通量测序,使用网络数据库对获得的测序序列进行处理分析。【结果】药敏试验结果显示分离株ld11对头孢噻呋、磺胺异恶唑、氨苄西林、红霉素、庆大霉素、苯唑西林、克林霉素、四环素和多西环素耐药,数据分析显示分离株ld11携带耐药基因aadD、spc、str、blaZ、mecA、cat(pC194)、erm(A)、norA、tet(k)和tet(M),二者之间有很好的相关性;分离株ld11携带的耐药基因多于MRSA参考菌株,且分离株ld11和MRSA252的亲缘关系较近。COG功能分析和GO注释结果显示,与维持菌体基本功能和菌株生长增殖相关的基因占优势;KEGG通路分析结果显示,属于代谢通路的基因占比最多。从该菌株基因组序列上共检测到4个基因岛、9个疑似的CRISPR序列和1个完整的前噬菌体序列。【结论】揭示了宁夏地区奶牛源MRSA流行株的部分基因组序列信息,为MRSA菌株间基因组序列信息的比较分析及MRSA感染的防控提供参考依据。     

一株ST477型单增李斯特菌的全基因组测序及inlA基因遗传多样性

【背景】单增李斯特菌是一种重要的条件致病菌,不同型别菌株在宿主范围和毒力等方面存在差异。内化素基因inlA在入侵宿主上皮细胞中具有重要作用。【目的】研究单增李斯特菌序列型(Sequence type,ST)为477菌株的基因组特征及内化素基因inlA的遗传多样性。【方法】使用相关软件对测序数据进行多位点序列分型(Mutilocussequencetyping,MLST)、单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)及基因inlA遗传多样性分析。【结果】MLST进化分析结果显示,分离自不同国家的菌株具有较近亲缘关系。以分离自中国食品的ST477型菌株为参考菌株,通过SNP分析表明,加拿大食品中的ST9型菌株发生的突变位点最少(91-93个)。7株复合克隆系(Clonal complex,CC)为9的菌株其inlA基因序列间核苷酸相似性为29.8%-100%。【结论】初步分析了ST477型别菌株的进化及基因组特征,同时研究了部分CC9克隆系菌株inlA基因突变情况,为研究ST477型别菌株的进化及单增李斯特菌的毒力提供基础数据。     

一株羊源A型多杀性巴氏杆菌的全基因组测序及生物学特性分析

[背景] 多杀性巴氏杆菌（Pasteurella multocida,Pm）是一种革兰氏阴性菌,可引起动物和人类的呼吸道疾病和败血症等。本实验室前期分离鉴定一株A型Pm HN02菌株。[目的] 通过对HN02菌株的全基因组测序及生物信息学分析,扩充多杀性巴氏杆菌的基因组数据库信息;通过毒力基因鉴定和系统进化树分析,明确该菌株含有的毒力基因和遗传进化关系,为临床预防和诊断提供理论依据。[方法] 使用单分子实时测序（Single Molecule Real Time Sequencing,SMRT）技术对Pm HN02菌株进行全基因组测序,利用Illumina测序校正后进行基因功能注释和生物信息学分析。使用PCR鉴定菌株毒力基因,并构建进化树进行分析。[结果] Pm HN02菌株全基因组大小为2 333 292 bp,GC含量为40.15mol%,预测到的编码基因有2 389个,包含19个rRNA （6个23S rRNA、6个16S rRNA、7个5S rRNA）、62个tRNA基因、5个sRNA;含84个串联重复序列、66个小卫星DNA、2个微卫星DNA、9个基因岛、9个前噬菌体;分别有1 648、2 190和1 917个基因注释在GO、KEGG和COG数据库中,而且大部分富集于Pm的代谢过程;还有85个III型分泌系统效应蛋白、191个表型突变基因、165个毒力因子相关基因。根据分析结果绘制该菌株的全基因组圈图,并将基因组信息提交至NCBI后获得登录号cp037865。PCR鉴定发现该菌株含有fimA、toxA等14个毒力基因,缺失了tadD等毒力基因。系统进化树分析发现该菌株同北京的Pm3菌株（MH150895.1）进化关系最接近。[结论] 研究完成了A型Pm HN02株的全基因组测序和生物学特性鉴定,揭示了其同国内外Pm分离株的进化关系,为预防Pm疾病流行和探索Pm致病机制提供了参考。     

10株铜绿假单胞菌的全基因组序列分析

目的 了解不同分离来源铜绿假单胞菌的全基因组基本特征,以此分析基因组多态性及其遗传进化关系。方法 选择10株医源性和食源性来源的铜绿假单胞菌代表性菌株,应用Solexa高通量测序技术对其进行全基因组测序,以此进行多位点序列分型(multilocus sequence typing, MLST),比较各菌株基因组中携带的耐药基因、毒力基因及插入序列(insertion sequence, IS)元件,并通过比较基因组学分析方法拟合泛基因组和核心基因组积累曲线,筛选核心基因SNP构建系统发育分子进化树。结果 10株菌的基因组从6.3～7.0 Mbp大小不一,包含5 868～6 598个基因,平均G+C含量为67.1%;发现10个菌株各具不同的ST型。在这10个菌株的基因组中,共检测到75种耐药基因,包括抗β-内酰胺酶类、抗氨基糖苷类、抗氟喹诺酮类等;共发现188种毒力基因,不同来源菌株间无明显差异;各菌株之间IS元件种类和数量差异较大。分析发现,铜绿假单胞菌具有开放型泛基因组和稳定型核心基因组;10株菌可分为3个进化分支,且不同分离时间和来源无明显相关性。结论 本研究获得10株不同分离来源的铜绿假单胞菌的全基因组序列,初步证实食品及患者分离来源菌株基因组数据无明显相关性,为后续铜绿假单胞菌的分子流行病学和致病性机制研究提供数据参考。     

应用全基因组PCR扫描方法进行猪链球菌 基因组结构的比较分析

2005年, 在中国四川局部地区爆发人感染猪链球菌疫情, 因其感染人数多, 病死率高引起关注, 为了确定该致病菌是否发生变异, 通过应用全基因组PCR扫描方法(WGPScaning)、多位点序列分型技术(MLST)以及毒力相关基因的序列测定, 比较分别来自本次疫情中的病人和病猪、以前流行期间感染的病人分离的菌株以及网上公布的来自欧洲的猪链球菌基因组序列, 结果显示各菌株的基因组结构相似, 毒力相关基因没有差异, 所有菌株都属于ST1序列群, 说明本次引起四川疫情的菌株未发生明显的基因组结构的改变.     

应用全基因组PCR扫描方法进行猪链球菌 基因组结构的比较分析

2005年, 在中国四川局部地区爆发人感染猪链球菌疫情, 因其感染人数多, 病死率高引起关注, 为了确定该致病菌是否发生变异, 通过应用全基因组PCR扫描方法(WGPScaning)、多位点序列分型技术(MLST)以及毒力相关基因的序列测定, 比较分别来自本次疫情中的病人和病猪、以前流行期间感染的病人分离的菌株以及网上公布的来自欧洲的猪链球菌基因组序列, 结果显示各菌株的基因组结构相似, 毒力相关基因没有差异, 所有菌株都属于ST1序列群, 说明本次引起四川疫情的菌株未发生明显的基因组结构的改变.     

鼠衣原体毒力基因的筛选和基因差异型菌株的建立

【目的】探讨鼠衣原体(Chlamydia muridarum,Cm)标准株与减毒株全基因组序列中存在的差异,筛选毒力基因并建立不同基因型的单克隆菌株,为后续致病机制的研究奠定基础。【方法】将Cm标准株G0和减毒株G28以高通量测序法进行全基因组测序,通过全基因组序列比对分析并筛选潜在的毒力相关基因;经空斑形成实验(Plaque assay)在混合菌G0和G28中大量挑取空斑,以毒力靶基因的PCR测序鉴定从G0和G28中筛选含有不同毒力基因型的单克隆菌株。【结果】全基因测序结果显示Cm G0与G28的TC0412、TC0237和TC0668基因明显不同。通过挑取空斑初步筛选了111个空斑样品,通过3个毒力基因的PCR测序鉴定最终获得了G0和G28来源的56个单克隆菌株,并根据TC0412蛋白型分成B3、D1和E1三组,每组中含有TC0237和TC0668基因差异性菌株。【结论】Cm的致病能力可能与TC0412、TC0237和TC0668基因有关,筛选获得的单克隆菌株通过分组匹配后可用于后续的毒力基因功能研究。