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全基因组测序与生物信息学分析在细菌耐药性研究中的应用 被引量:17
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作者 史晓敏 +2 位作者 建忠 汪洋 王少林 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期541-557,共17页
随着耐药细菌的大量出现及广泛传播,细菌耐药性成为全球备受关注的问题。耐药细菌的特征如耐药基因、毒力因子、质粒分型等以及不同菌株间亲缘关系对于细菌耐药性流行病学及分子生物学的研究有着十分重要的意义。但是传统的技术手段如... 随着耐药细菌的大量出现及广泛传播,细菌耐药性成为全球备受关注的问题。耐药细菌的特征如耐药基因、毒力因子、质粒分型等以及不同菌株间亲缘关系对于细菌耐药性流行病学及分子生物学的研究有着十分重要的意义。但是传统的技术手段如聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)和脉冲场凝胶电泳(Pulsed field gel electrophoresis,PFGE)等得到的结果不够全面且精确度低,对于现有的研究存在很大的局限性。全基因组测序技术(Whole genome sequencing,WGS)和生物信息学分析(Bioinformatics analysis)由于能够快速详尽地得到耐药细菌的特征,也能更加精细地判断不同菌株间的进化关系,逐渐成为更加有效的技术手段,为耐药性研究提供了有效的帮助。因此,文中系统地介绍全基因组测序分析流程中的各个步骤,主要包括文库构建、平台测序以及后期数据分析三大方面的不同方法和其相应的特点,期望相关研究人员对此能够有更全面的了解,并得到一定的帮助。 展开更多
关键词 耐药性 全基因组测序 生物信息学
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质粒介导重排子的发现、结构和功能 被引量:1
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作者 易甜 汪洋 +2 位作者 建忠 吴聪明 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期34-44,共11页
细菌耐药性已成为全球关注的重大公共卫生问题。接合转移是耐药质粒快速传播的重要方式,其中Ⅳ型菌毛在此过程中发挥着重要的作用。Ⅳ型菌毛具有黏附作用,能够使细菌黏附在宿主细胞和其他介质表面,帮助细菌形成生物被膜、细菌聚集体和... 细菌耐药性已成为全球关注的重大公共卫生问题。接合转移是耐药质粒快速传播的重要方式,其中Ⅳ型菌毛在此过程中发挥着重要的作用。Ⅳ型菌毛具有黏附作用,能够使细菌黏附在宿主细胞和其他介质表面,帮助细菌形成生物被膜、细菌聚集体和微菌落,是细菌在液体中接合转移的重要因素。PilV蛋白是R64质粒Ⅳ型菌毛尖端黏附素,可以识别细菌细胞膜上的脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)。重排子(shufflon)结构是多重DNA倒位系统,可使PilV蛋白多样化,进而影响细菌液体接合转移过程中的受体菌识别和接合转移频率。重排子结构最先发现存在于IncI1质粒R64,后陆续在IncI2、IncK、IncZ质粒以及伤寒沙门氏菌致病岛中被发现,其主要由A、B、C、D这4个片段及特异性重组位点sfx组成,受其下游重组酶基因rci的调控,不同质粒的重排子结构存在一定的差异。近期备受关注的可转移多黏菌素耐药基因mcr-1主要位于IncI2型质粒上,重排子可能是其快速传播的原因之一。本文综述了质粒介导重排子的发现、结构、功能和流行,期望基于对重排子更全面深入地了解,能够为耐药质粒的传播机制和控制策略研究提供理论基础。 展开更多
关键词 重排子 pilV 接合转移 Ⅳ型菌毛 耐药质粒
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采用MALDI-TOF MS和全基因组测序鉴定和分析动弯杆菌属及其亲缘关系 被引量:4
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作者 张雪英 叶红 +6 位作者 李爱云 叶光勇 冯南 马裕 朱宇宁 张嵘 《中华微生物学和免疫学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期446-450,共5页
目的用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术结合16S rRNA基因测序鉴定动弯杆菌,并通过全基因组测序分析动弯杆菌的耐药基因及该菌属种间亲缘关系。方法将65例细菌性阴道病(bacterial vaginosis,BV)患者的阴道分... 目的用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术结合16S rRNA基因测序鉴定动弯杆菌,并通过全基因组测序分析动弯杆菌的耐药基因及该菌属种间亲缘关系。方法将65例细菌性阴道病(bacterial vaginosis,BV)患者的阴道分泌物标本厌氧培养获得25株动弯杆菌,采用MALDI-TOF MS及16S rRNA基因测序鉴定细菌种属,并提取细菌全基因组DNA进行二代测序,测序后得到的原始数据根据SPAdes软件进行拼接组装,并与ARGD耐药基因库比对得到这些细菌含有的获得性耐药基因,最后通过Harvest软件对所有菌株进行核心基因组多样性比较,构建进化树。结果采用MALDI-TOF MS鉴定动弯杆菌属仅能获得柯氏动弯杆菌的鉴定结果;采用16S rRNA基因测序能将动弯杆菌属菌株区分为柯氏动弯杆菌和羞怯动弯杆菌;全基因组分析显示动弯杆菌主要含有四环素耐药基因tet(o)及大环内酯类耐药基因erm(x),其中tet(o)基因的检出率为84.7%,erm(x)基因的检出率为61.5%;动弯杆菌属两个种内亲缘关系相近,种间亲缘关系甚远。结论本实验结果表明目前MALDI-TOF MS不能鉴定出动弯杆菌属中的羞怯动弯杆菌;动弯杆菌对四环素类及大环内酯类抗生素具有潜在的耐药性;动弯杆菌在种内进化缓慢,暂无新种出现的趋势。 展开更多
关键词 动弯杆菌 细菌性阴道病(BV) MALDI—TOF MS 全基因组测序 耐药基因
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黏菌素促进mcr-1阳性IncI2质粒在大肠杆菌间的接合转移 被引量:2
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作者 王雪杨 蒋君瑶 +5 位作者 杨璐 邵东延 吴聪明 建忠 汪洋 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第14期2862-2874,共13页
【背景】黏菌素是人医临床治疗多重耐药革兰阴性菌感染的“最后一道防线”药物,其同时作为饲料添加剂及治疗用药长期用于畜禽养殖业。2015年,我国研究人员首次报道了质粒介导的黏菌素耐药基因mcr-1,预示该道防线面临被攻破的风险。然而... 【背景】黏菌素是人医临床治疗多重耐药革兰阴性菌感染的“最后一道防线”药物,其同时作为饲料添加剂及治疗用药长期用于畜禽养殖业。2015年,我国研究人员首次报道了质粒介导的黏菌素耐药基因mcr-1,预示该道防线面临被攻破的风险。然而,杀菌浓度及亚抑菌浓度的黏菌素对mcr-1阳性质粒传播的影响仍未知。【目的】以流行最广的mcr-1阳性IncI2型质粒为研究对象,探究不同浓度黏菌素对该质粒接合转移频率的影响,为黏菌素的科学使用提供理论依据。【方法】使用肉汤法进行了不同浓度黏菌素(0.024μg·mL^(-1))作用下携带mcr-1的IncI2型质粒的接合转移试验。通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)及构建的公式计算不同时间点(124 h)的接合转移频率,并分析不同浓度黏菌素对IncI2质粒接合转移频率的影响。使用PI染料、活性氧(ROS)检测试剂盒测定不同浓度黏菌素下供体菌和受体菌的细胞膜透过性和ROS产生量。选取了对照组与低中高浓度3个处理组(0.02、1、4μg·mL^(-1))进行了转录组测序,使用Deseq2软件进行基因差异表达分析。采用Prism v8.2.0软件对不同组间接合转移频率、细胞膜透过性及ROS产生量的差异进行统计学分析。【结果】结合本研究建立的接合转移频率计算公式表明黏菌素浓度为4μg·mL^(-1)时可在不同时间点提高mcr-1阳性IncI2质粒3–10倍的接合转移频率,而其他浓度则无显著差异。转录组结果显示,与对照组相比,低中高浓度黏菌素均可显著提高IncI2质粒上IV型分泌系统相关基因的表达,其中包括virB1、virB2、virB5以及traC。此外,黏菌素增加了I型菌毛合成基因fim的转录水平。PI染色结果显示当黏菌素浓度为2和4μg·mL^(-1)时,可增强供体菌和受体菌的细胞膜透过性,且转录组结果也显示膜相关基因(ompAX、bamDE、lolB、yiaD、csgEF)的转录水平均出现显著上调。但是黏菌素作用� 展开更多
关键词 黏菌素 mcr-1 大肠杆菌 IncI2质粒 接合转移
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健康人群肠道中optrA阳性肠球菌的流行率及风险因素
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作者 项秋梅 吕子全 +4 位作者 汪洋 建忠 吴思英 柯跃斌 《中华疾病控制杂志》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1309-1314,共6页
目的 研究深圳市健康人群肠道携带optrA阳性肠球菌流行率及其风险因素。方法 共调取2018―2019年社区健康体检者粪便样本565份,采用肠球菌选择培养基筛选耐氟苯尼考肠球菌,使用MALDI-TOF MS(MALDI Biotyper,Bruker,Germany)进行种属鉴定... 目的 研究深圳市健康人群肠道携带optrA阳性肠球菌流行率及其风险因素。方法 共调取2018―2019年社区健康体检者粪便样本565份,采用肠球菌选择培养基筛选耐氟苯尼考肠球菌,使用MALDI-TOF MS(MALDI Biotyper,Bruker,Germany)进行种属鉴定及PCR鉴定optrA基因。以optrA阳性肠球菌的携带者作为病例,以年龄为匹配条件,按1∶4匹配未携带者作为对照。采用多因素logistic回归分析模型分析optrA阳性肠球菌定植于健康人群肠道的风险因素。结果 2018―2019年深圳市健康人群肠道中optrA基因的流行率为18.10%(102/565,95%CI:14.90%~21.20%),从基因阳性人群粪便中共分离447株optrA阳性肠球菌,粪肠球菌为最主要流行种属(76.06%)。猪肉日摄入量>50.0 g (OR=1.615,95%CI:1.017~2.565,P=0.042)、3个月内住院治疗(OR=11.551,95%CI:2.153~61.963,P=0.004)是optrA阳性肠球菌在健康人群肠道中定植的危险因素。结论 optrA阳性肠球菌在深圳市健康人群肠道中已广泛流行,其可能通过食物链传播至人类,同时住院治疗将增加optrA阳性肠球菌在健康人群肠道中定植的风险。 展开更多
关键词 利奈唑胺 肠球菌 optrA 流行率 危险因素
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