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几种临床常见致病菌的全基因组序列测定及分析

刘丰  
【摘要】:近年来,随着临床上抗生素的广泛使用耐药菌株的出现,细菌的抗生素耐药和寻找新的药物作用靶位点日益成为一个国际性课题,美国疾病控制和预防中心(CDC)和世界卫生组织(WHO)在各自的调查报告中一致认为在可以预见的未来细菌耐药将是人类公共健康领域最具威胁的一方面。在国内,临床上多重耐药、广泛耐药和全耐药的菌株不断被发现且日益增多,为细菌所致感染的治疗带来了严峻的挑战;细菌全基因组测序可以应用于临床细菌感染的检测、细菌耐药等研究,随着测序技术尤其第二代测序技术的快速发展,细菌全基因组测序成本的降低和测序时间的缩短,为细菌导致的院内感染提供了新的研究方法和工具。本研究为了探究我国临床常见致病菌的基因组结构、组成以及耐药信息,为临床上细菌诊断与感染后用药提供指导;利用第二代测序技术Ion TorrentPGM或Illumina Hiseq2500测序平台结合PacBio RSII第三代测序平台,获取从临床分离得到的常见致病菌的全基因组序列信息,并利用生物信息学方法对基因组进行常规信息学分析,此外对阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)进行了耐药基因分析等个性化分析。试验所用细菌均来自协和医院检验科,主要有阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)(接收号:CP014993)、鲍曼不动杆菌(BOIPBJ-CGl)、铜绿假单胞菌(PAIPBJ-CGl)、金黄色葡萄球菌(SAIPBJ-CG1);通过Ion Torrent PGM测序平台或Illumina Hiseq2500测序平台与PacBio RSII测序平台获得全基因组的完成图,阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)基因组大小为4,648,696bp, GC含量为55.76%,采用Glimmer对全基因组进行基因模型预测有4790编码基因:鲍曼不动杆菌(BOIPBJ-CG1)基因组大小为3,934,081bp, GC含量为39.11%,采用Glimmer对全基因组进行基因模型预测有3718个基因;铜绿假单胞菌(PAIPBJ-CG1)基因组大小为6,455,664bp, GC含量为66.42%,采用Glimmer对全基因组进行基因模型预测有5911个基因;金黄色葡萄球菌(SAIPBJ-CG1)基因组大小为2,779,781bp, GC含量为32.91%,采用Glimmer对全基因组进行基因模型预测有2561个基因;本实验还对阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)进行Biolog耐药检测试验和从基因水平进行细菌耐药的预测等,阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)对新生霉素、多黏菌素、羧苄青霉素高度敏感,对新霉素、卡那霉素、头孢菌素等具有耐药性;通过与ARDB数据库比对,阿氏肠杆菌(ENIPBJ-CG1)基因组中有52个基因与细菌的耐药相关,这些基因包括qnrB、gyrA等。


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