成对SNP(pwSNP)距离聚类在推断结核病传播中的系统发育不一致性:泰国高负担流行地区的案例研究

《mSystems》:Phylogenetic inconsistency of pairwise SNP clustering for inferring tuberculosis transmission in a high-burden, endemic setting: a case study from Thailand

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月16日 来源:mSystems 5.2

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  全基因组序列分析现已被广泛用于描绘结核病传播簇。标准做法是基于固定的最大全基因组成对单核苷酸多态性(pairwise single nucleotide polymorphism, pwSNP)距离阈值对细菌分离株进行聚类。在本研究中,研究人员使用两组对比数据

  
全基因组序列分析现已被广泛用于描绘结核病传播簇。标准做法是基于固定的最大全基因组成对单核苷酸多态性(pairwise single nucleotide polymorphism, pwSNP)距离阈值对细菌分离株进行聚类。在本研究中,研究人员使用两组对比数据集,评估了阈值在1至25个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)之间的pwSNP距离聚类的系统发育一致性:(i)来自英国(N=390)的数据集,由T. M. Walker、C. L. C. Ip、R. H. Harrell、J. T. Evans等人发表(Lancet Infect Dis 13:137–146, 2013, https://doi.org/10.1016/S1473-3099(12)70277-3),该数据集对该方法的建立具有奠基性作用;以及(ii)来自泰国(N=3,341)的数据集,其特征为持续性传播以及稀疏、非系统性的采样。对于英国数据集,使用≥12 SNP阈值的标准pwSNP距离聚类产生了完全单系(monophyletic)的簇,并与一种比较性的、受单系约束的基于树的聚类方法高度一致。相比之下,对于泰国数据集,pwSNP距离聚类即使在25-SNP阈值下也经常产生非单系(non-monophyletic)的簇。pwSNP距离聚类与基于树的比较聚类方法仅在≥22 SNP阈值下才表现出较大的一致性。这表明,由低距离阈值(即英国数据集的<12 SNP,泰国数据集的<22 SNP)定义的SNP簇可能缺乏稳健性,而对于以持续性传播为特征的数据集,问题尤为严重,这可能是因为簇间分离较差。此外,研究结果指出,较大的簇规模、较高的簇内最大遗传距离以及较宽的样本采集时间跨度,可作为潜在非单系簇的有用指标。研究人员还证明,混合感染可产生虚假的、在系统发育上长距离的SNP连接,这凸显了严格序列质量控制的重要性。
**研究背景与目的**

结核病(tuberculosis, TB)由结核分枝杆菌复合群(Mycobacterium tuberculosis complex, MTBC)引起,仍是全球重大公共卫生挑战。传统接触者调查依赖患者回忆,难以应对偶发性
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