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苏建忠团队和郑美琴团队合作开展致盲性眼内炎致病菌研究取得新进展

发布时间:2020-02-06 11:34:00 浏览量:1065

生物医学大数据研究所苏建忠教授团队与检验病理中心郑美琴教授团队合作,在前期基础研究和大数据分析基础上,系统性解析致盲性眼内炎病原体及其相关致病机理。相关研究成果形成研究论文《Molecular Signatures Related to the Virulence of Bacillus cereus Sensu Lato, a Leading Cause of Devastating Endophthalmitis》发表在美国微生物学会(ASM)微生物学专业期刊mSystems上。研究所助理研究员袁健、检验病理中心李彧钰(现为浙江大学博士生)为共同第一作者,郑美琴教授、苏建忠教授为共同通讯作者。

该项研究的新发现包括:1.首次报道新的眼内炎致病菌——东洋芽胞杆菌,并且通过小鼠模型确定其能够引起严重的视力丧失;2.首次报道8株眼内炎芽胞杆菌全基因组序列及其系统分类学特征;3.确定与眼内感染显著相关的四个关键毒力基因plcA-2、InhA-3、InhA-4和hblA-5,经过多次测试校正后,发现plcA-2显示出最强的眼内致病关联性。

该研究基于此前入选的芽胞杆菌性眼内炎患者52名进行统计,发现有55%的患者虽然进行了治疗但最终都完全丧失视力。为了阐明致病性蜡样芽胞杆菌的基因组特征,选取8株眼内分离株和2株肠道分离株进行全基因组测序,并对这些菌株和已经公布的129株蜡样芽胞杆菌全基因组数据进行系统发育分析,发现所有眼内分离株均为蜡样芽胞杆菌复合群的成员,但它们分属于三个独立菌种,分别是蜡样芽胞杆菌、苏云金芽胞杆菌及东洋芽胞杆菌,其中东洋芽胞杆菌是首次在眼内炎中分离到的新致病菌。

通过比较不同来源的芽胞杆菌基因组,探索眼内来源的病原菌特异的基因组特征和功能基因。对1184个核心基因中的192,201个核心基因组多态(SNP)进行分析,创建了129个芽胞杆菌基因组序列的最大似然(ML)树,将129个基因组分为4个谱系和8个亚类。值得关注的是,通过细菌谱系研究,蜡样芽胞杆菌复合群中两个最大的谱系是谱系1和谱系4,而本次测序的8株眼部来源菌株中有6株来自于谱系1,15株肠道来源的菌株则更富集在谱系4中。此外通过泛基因组(pangenome)分析发现,谱系1的基因组可塑性显著高于谱系4,这说明眼部来源的菌群具有更强的基因组可塑性,即意味着在感染与进化过程中有更大的潜在发生基因重组的可能性,从而获得或丢失特性。

考虑到毒力基因对细菌致病性关键作用,结合毒力因子数据库VFDB对所有基因组毒力基因进行注释发现,谱系1的毒力基因的数目显著高于谱系4,进一步证明眼内病原菌的致病性更强。在眼内病原菌的遗传决定因素分析基础上,确定与眼内感染显著相关的四个关键毒力基因plcA-2、InhA-3、InhA-4和hblA-5。在相关的泛基因组关联研究中发现,经过多次测试校正后,plcA-2显示出最强的眼内致病关联性。

论文索引:J Yuan, YY Li, Y Xu, BJ Sun, J Shao, D Zhang, K Li, DD Fan, ZB Xue, WH Chen, C Pak, YL Lou*, JZ Su*, and MQ Zheng*, Molecular Signatures Related to the Virulence of Bacillus cereus Sensu Lato, a Leading Cause of Devastating Endophthalmitis. mSystems, 2019. 4(6). (中科院2区,SCI IF=6.519)

 

全文链接:https://msystems.asm.org/content/4/6/e00745-19

 

全文下载:e00745-19.full.pdf

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