利用生物信息学工具解码脓肿分枝杆菌基因组：揭示驱动致病性的武器库

《Biologia》：Decoding Mycobacterium abscessus genomes using bioinformatic tools: unravelling the arsenal driving pathogenesis

　　

摘要

脓肿分枝杆菌是一种病原体，会在免疫低下个体及患有基础肺疾病的个体中引起肺部感染。本研究旨在通过生物信息学探索M. abscessus的致病岛、耐药岛和代谢岛；毒力因子、抗生素抗性、抗噬菌体防御系统和前噬菌体区域。目的是阐明支撑发病机制的武器库。GIPSY 评估了M. abscessus中的致病岛、耐药岛和代谢岛，BRIG 实现了可视化和比较。VFDB、CARD 和 RGI 探索了毒力和抗生素抗性因子的组合。PADLOC 和 PHASTEST 调查了抗噬菌体防御系统和整合的前噬菌体区域。M. abscessus基因组在致病岛、耐药岛和代谢岛方面存在差异。在致病岛中，ABC 转运蛋白、外排泵蛋白、ISxac3 转座酶和 TetR 家族转录调节因子较为显著。耐药岛突出了 LysR 型调节因子、氨基糖苷 N(6')-乙酰转移酶以及疏水/两亲性外排 -1 (HAE1)。代谢岛中值得注意的基因包括 4-羟基苯甲酸多聚戊烯基转移酶、ABC 型转运系统、乙酰辅酶 A 乙酰转移酶和细胞色素 P450。显著的毒力蛋白包括：FbpA、FbpC；EspI、EspR；MmpS4、MmpL4a-4b、Mce 蛋白、MprA-B、PhoP、PhoR；SigA、SigE。值得注意的抗生素抗性基因家族包括：A 类M. abscessusβ-内酰胺酶、发生突变从而对氨基糖苷类抗生素产生抗性的 16S rRNA，以及发生突变从而对大环内酯类抗生素产生抗性的 23S rRNA。此外，PD-T4-6 和 MTase_II 等抗噬菌体防御系统较为显著。整合的前噬菌体区域与毒力相关。总体而言，M. abscessus菌株拥有一套强大的毒力元素武器库，使其能够传播、免疫逃逸、产生前所未有的抗性及感染。来自本分析的见解具有指导控制感染的新治疗策略的潜力。