揭秘多重耐药粘质沙雷氏菌 DUEML4(ST444)基因组:呼吸道感染防控新视角

【字体: 时间:2025年04月30日 来源:Microbiology Resource Announcements 0.7

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  下呼吸道感染(LRTIs)在低收入国家危害严重,粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)是机会性院内病原体。研究人员对从孟加拉国患者气管吸出物中分离的多重耐药S. marcescens DUEML4 (ST444) 进行基因组测序分析,这是 ST444 首个公开基因组序列,为研究其耐药性和致病性提供依据。

  根据世界卫生组织(WHO)的数据,下呼吸道感染(LRTIs)是低收入国家的主要死亡原因之一。粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)是一种罕见的机会性院内病原体,能够引发呼吸道感染,尤其是在免疫功能低下的个体中。此次研究的菌株S. marcescens DUEML4 是从达卡一家医院中一名 68 岁患有下呼吸道感染的女性患者的气管吸出物中分离出来的,它对多种抗生素耐药。
研究人员先让单个菌落在 LB 肉汤中于 37°C 培养过夜,随后使用 QIAamp DNA Mini Kit(QIAGEN)按照制造商的方案提取基因组 DNA。接着,利用 Illumina DNA Prep kit 制备下一代测序(NGS)文库,并在 Illumina NextSeq 550 平台上进行测序,共产生 725,031 条原始读数,对应 347.3 Mbp 的测序数据(读数长度为 250 bp),测序基因组的平均覆盖深度为 47.17×。

在后续的序列分析过程中,研究人员使用 FastQC (v0.12) 对原始读数进行质量检查,并用 Trimmomatic (v0.39) 进行修剪。采用 SPAdes (v4.0.0) 进行组装,通过 KmerFinder (v3.0.2) 确认物种,其与S. marcescens ATCC 13880(GCA_017301275.1)的平均核苷酸同一性(ANI)达到 95.59%。利用 Prokka (v1.14.5) 和美国国家生物技术信息中心原核基因组注释管道(NCBI PGAP)对基因组进行注释,借助 ResFinder v3.1、NCBI v4.0.19、综合抗生素耐药性数据库(CARD)v3.2.4 和 MEGARes v3.0 来识别抗菌耐药基因,使用毒力因子数据库(VFDB)v2.0 鉴定毒力基因,通过 PubMLST 确定序列类型(ST) 。

结果显示,基因组组装有 13 个重叠群(contigs),N50 为 2.9 Mb,经 CheckM (v1.2.3) 评估,完整性达 95.72%,污染率为 3.49%。多位点序列分型(MLST)分析将该分离株鉴定为 ST444,组装的基因组长度为 5.1 Mb,GC 含量为 60%,未检测到质粒。共鉴定出 4,845 个基因,包括 4,725 个蛋白质编码基因和 93 个 RNA 编码基因,还检测到 8 个耐药决定因子,如blaSRT - 1oqxB9等,以及 7 个来自四个家族(IS3、ISL3、Tn3 和 IS481)的插入序列。PathogenFinder (v1.1) 预测其致病性概率为 86.8% 。这项基因组分析突出了 ST444 作为人类病原体的潜在作用,尤其是它的多重耐药性特征。

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