细菌基因组测序

经典案例

肠外致病性大肠杆菌的大规模基因组测序

Large-scale genomic sequencing of extraintestinal
pathogenic Escherichia coli strains

期刊:Genome Research
影响因子:13.852
发表单位:Department of Laboratory Medicine, University of Washington, USA
发表年份:2014年11月

一、研究背景

大肠杆菌(E. coli)为埃希氏菌属(Escherichia)代表菌。一般多为条件致病菌,某些血清型菌株的致病性强,严重腹泻和败血症,统称致病性大肠杆菌。其中,致病性大肠杆菌的抗生素耐药性,是相关医疗实践中的一个重要问题。

二、方法流程

取材

1. 5个月时间从277个病人尿液
    中分离出288株尿源E.coli
2. 3年时间从47名病人血液中分
    离培养出92株血源E.coli

建库

构建小片段文库

测序

Illumina HiSeq 2000 PE101

分析

1. 基因组组装
2. Core-pan基因分析
3. 全基因组关联分析

三、研究结果

1. Core-pan基因分析

通过Core-pan基因分析发现,ExPEC E.coli具有高度遗传异质性,并区分为不同种系。不同致病因素及抗生素抗性表型对应人体不同部位的感染性。

2. 致病性研究

高分辨率的分子流行病学研究显示,经由血液传播的亚种比例较低,仅占全部亚种的28%。

3. 抗性基因挖掘

全基因组关联分析发现部分抗生素抗性相关的基因,并成功验证了部分已知抗性的基因。

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四、研究结论

本文尝试将大量高通量数据应用到医疗机构,并从中寻找到菌种分类、进化及抗生素抗性等重要基因信息的获得途径,为后续疾病相关大规模微生物全基因组测序提供了范例。

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