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經典案例

腸外致病性大腸桿菌的大規模基因組測序

Large-scale genomic sequencing of extraintestinal
pathogenic Escherichia coli strains

期刊:Genome Research
影響因子:13.852
發表單位:Department of Laboratory Medicine, University of Washington, USA
發表年份:2014年11月

一、研究背景

大腸桿菌(E. coli)為埃希氏菌屬(Escherichia)代表菌。一般多為條件致病菌,某些血清型菌株的致病性強,嚴重腹瀉和敗血癥,統稱致病性大腸桿菌。其中,致病性大腸桿菌的抗生素耐藥性,是相關醫療實踐中的一個重要問題。

二、方法流程

取材

1. 5個月時間從277個病人尿液
    中分離出288株尿源E.coli
2. 3年時間從47名病人血液中分
    離培養出92株血源E.coli

建庫

構建小片段文庫

測序

Illumina HiSeq 2000 PE101

分析

1. 基因組組裝
2. Core-pan基因分析
3. 全基因組關聯分析

三、研究結果

1. Core-pan基因分析

通過Core-pan基因分析發現,ExPEC E.coli具有高度遺傳異質性,并區分為不同種系。不同致病因素及抗生素抗性表型對應人體不同部位的感染性。

2. 致病性研究

高分辨率的分子流行病學研究顯示,經由血液傳播的亞種比例較低,僅占全部亞種的28%。

3. 抗性基因挖掘

全基因組關聯分析發現部分抗生素抗性相關的基因,并成功驗證了部分已知抗性的基因。

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四、研究結論

本文嘗試將大量高通量數據應用到醫療機構,并從中尋找到菌種分類、進化及抗生素抗性等重要基因信息的獲得途徑,為后續疾病相關大規模微生物全基因組測序提供了范例。

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