食源性致病性大肠杆菌O166:H15非典型菌株全基因组解析及其致病机制研究

本研究针对日本多次食源性疾病暴发中分离到的非典型大肠杆菌O166:H15菌株展开。这些菌株缺乏已知的致泻性大肠杆菌主要毒力因子。来自日本国立传染病研究所等机构的研究人员完成了三株O166:H15分离株的完整基因组测序，揭示了其独特的基因组特征，为阐明其致病机制及食源性疾病防控提供了重要遗传资源。

　　

研究人员公布了来自食源性疾病暴发的三株非典型致泻性大肠杆菌（DEC）O166:H15的完整基因组序列。这些在日本反复出现的菌株缺乏典型DEC的主要毒力因子。

致泻性大肠杆菌（DEC）通常分为五大病原型，如产志贺毒素大肠杆菌（STEC）和肠毒素性大肠杆菌（ETEC），各型拥有特定毒力基因（如编码紧密素的eae基因和编码热不稳定毒素的elt基因）。然而，过去30年间，日本多次食源性疾病暴发与缺乏这些已知毒力基因的O166:H15菌株相关。为探究其基因组特征和潜在致病性，研究人员对三株O166:H15分离株进行了完整基因组测序。

这些分离株源自三次独立的食源性疾病暴发（表1）。所有案例中均从多名患者体内分离到相同菌株，且未检出其他病原体，因此判定大肠杆菌O166:H15为致病元凶。菌株由地方公共卫生研究所从临床样本中分离，后送至国立传染病研究所。细菌在缓冲蛋白胨水中37°C培养过夜，使用MagMax DNA Multi-Sample Ultra 2.0试剂盒和KingFisher Duo Prime系统提取基因组DNA。PCR筛查证实所有分离株均不携带已知DEC标志基因（stx₁/₂, elt, estA₁/₂, invE, eae, aggR, afaD）。利用VirulenceFinder进行的基因组分析也未检测到主要毒力因子（如黏附素、侵袭因子或毒素）。三株分离株间鉴定出超过200个核心基因组单核苷酸多态性（SNP）。

短读长测序使用QIAseq FX DNA Library Kit构建文库，在MiSeq平台上进行双端测序（2 × 300 bp）。长读长测序使用Rapid Barcoding Kit V14构建文库，在MinION Mk1B上使用R10.4.1流动槽运行72小时，并采用Dorado v0.9.5和超精准模型进行碱基识别。使用SeqKit v2.10.0、QUAST v5.2.0和CheckM v1.2.4评估读长质量，所有分离株的污染率低于2%，完整度高于99%。为获得完整基因组，使用Hybracter v0.11.0（JNE070796和JNE21-003）或Autocycler v0.4.0（JNE21-009）进行混合组装。经Autocycler组装的基因组还使用Polypolish v0.5.0和PyPolca v0.3.1进行短读长抛光，并使用Medaka v0.2.0进行长读长抛光。基因组注释采用NCBI原核基因组注释流程（PGAP）v2025-05-06，并进行人工校对。所有分析均使用默认参数。

由于仅使用完全匿名的患者信息，本研究无需机构伦理委员会批准。

研究人员感谢以下人员及机构提供菌株：熊本县公众卫生与环境科学研究所、坂木田望、樫香织、岛田慎一（埼玉县公众卫生研究所）、以及清水馨（姫路市环境健康研究所）。

本研究部分由厚生劳动科学研究费补助金、日本学术振兴会（JSPS）以及日本医疗研究开发机构（AMED）资助。