印度百日咳鲍特菌PS21临床分离株基因组测序揭示毒力基因突变及其对疫苗免疫识别的影响

来自印度的研究人员针对百日咳高发地区病原体基因组数据匮乏的问题，开展了百日咳鲍特菌临床分离株PS21的基因组测序研究。该研究通过Illumina测序和比较基因组分析，发现ptxA基因双重突变（Arg5Trp, Met228Ile）、bvgS（Lys705Glu）等关键毒力因子变异，揭示了这些突变可能影响毒素功能与免疫逃逸，为疫苗优化提供关键数据。

　　

科学家们报道了印度百日咳鲍特菌（Bordetella pertussis）临床分离株PS21的基因组草图序列。这株3.6 Mb的基因组携带经典毒力基因和多个显著突变，包括ptxA基因的双重替换（Arg5Trp和Met228Ile）、bvgS的Lys705Glu突变、bapC的Lys97移码突变以及ptxB的Gly45Ser替换。这些突变可能影响百日咳毒素（pertussis toxin）功能与毒力调控，并潜在干扰疫苗的免疫识别效果。

该菌株分离自印度一名4周大患儿的鼻咽拭子样本，患儿因心肌炎和疑似百日咳住院。通过Bordet-Gengou琼脂培养和MALDI-TOF MS鉴定后，研究团队采用Illumina HiSeq平台进行测序，获得740,470对读长，经SKESA组装和QUAST评估，最终得到包含372个重叠群（contig）的草案基因组，GC含量为68%。

注释结果显示基因组编码3,412个蛋白质编码序列、46个tRNA基因和3个rRNA操纵子。关键毒力因子包括ptx操纵子（ptxA-E）、腺苷酸环化酶毒素（cyaA-E）、皮肤坏死毒素（dnt）、IV型分泌系统（ptlA-I）、III型分泌系统（bsc簇及相关因子）、菌毛生物合成集群（fimA-D, fim2, fim3, fimX）以及补体抗性基因（bapC, brkA/B）。

以Tohama I（NC_002929）为参考基因组的比较分析发现，PS21的ptxA双重突变为特有变异，可能改变毒素结构或ADP-核糖基转移酶活性。其他突变（如bvgS-Lys705Glu）在疫苗株中亦有发现。该研究为资源有限地区的百日咳防控与疫苗设计提供了关键分子依据。