囊性纤维化患者伯克霍尔德菌复合体(BCC)四株临床菌株完整基因组解析及其临床意义

来自加拿大国家微生物实验室的研究团队针对囊性纤维化(CF)患者肺部感染难题，完成了伯克霍尔德菌复合体(BCC)中B. cenocepacia、B. contaminans和B. multivorans三种病原菌共四株临床分离株的完整基因组测序。研究采用MinION纳米孔测序与Illumina双平台杂交组装技术，获得含3条环状染色体和0-2个质粒的高质量基因组，为CF患者BCC感染的分子机制研究和临床防控提供重要数据支撑。

　　

这项突破性研究揭示了囊性纤维化(CF)患者肺部致命性感染的分子特征。伯克霍尔德菌复合体(BCC)作为CF患者的重要条件致病菌，其基因组结构复杂程度令人惊叹——研究团队从加拿大CF患者临床样本中分离的4株菌株，经多焦点序列分型(MLST)鉴定包含Burkholderia cenocepacia、B. contaminans和B. multivorans三个物种，每株菌均携带3条环状染色体（大小从549kb到3.8Mb不等），部分菌株还含有1-2个质粒。

研究采用创新的双平台测序策略：牛津纳米孔MinION平台获得超长读长（N50最高达19.4kb），结合Illumina MiSeq短读长数据（Q30质量），通过Canu和Unicycler混合组装，经Bowtie2比对和Pilon多轮抛光，最终获得染色体级别完整基因组。特别值得注意的是，NML151013菌株测序深度达461X，其1.35Mb的第三染色体在BCC基因组中较为罕见。

基因组注释显示这些菌株携带5,572-7,750个编码基因，GC含量稳定在66-67%之间。有趣的是，所有菌株均未检测到CRISPR序列，但均携带1-4个完整噬菌体。通过Phaster分析发现，NML180963菌株含有4个前噬菌体，可能与其毒力进化相关。这些高质量基因组数据已提交NCBI（登录号CP102458-CP102478），为研究BCC在CF患者肺部的适应性进化提供了黄金标准参考。

技术层面，研究团队建立了标准化流程：使用MasterPure试剂盒提取DNA，纳米孔快速条形码建库，MinKNOW软件实时测序，Guppy进行碱基识别。通过GAP4/5软件人工校验基因组环化，Circlator调整复制起始位点，最终经BUSCO评估基因组完整度超过98%。这些方法学创新为复杂微生物基因组的破译提供了范本。