临床宏基因组测序中正常有菌部位临床标本的处理办法

病原宏基因组高通量测序(mNGS)能覆盖较大范围的病原体,病毒、细菌、真菌、寄生虫都能被同时检测,不论临床样本培养成功与否,只要含有可检测到的DNA或RNA即可。各专家共识中指出各部位感染均具有一定的临床价值,要结合不同标本类型与检出病原微生物的种类进行解读。虽然无菌部位标本的诊断价值优于正常有菌部位,但是正常有菌部位(如呼吸道、尿液、开放性伤口等)样本病原的检测在感染性疾病诊断中也是必不可少的。有菌部位样本复杂多样,为提高检测结果的灵敏性,在不影响样本中病原体含量的前提下会采用不同的方法对样本进行处理。为方便医疗工作者及科研人员了解具体的处理办法,本文对主要的有菌部位样本(鼻咽拭子、肺泡灌洗液、痰液、粪便、尿液、牙菌斑和唾液)处理方法进行综述。     

基于PacBio测序的对叶百部叶绿体基因组结构及系统发育分析

目的：获得对叶百部Stemona tuberosa高质量叶绿体基因组信息,明确其结构、序列特征,同时确定对叶百部的系统发育地位。方法：采用Illumina NovaSeq 6000和PacBio RSⅡ平台对对叶百部分别进行建库测序,利用生物信息软件将2个测序平台的数据进行混合组装和碱基校正,最终获得高质量叶绿体基因组,随后对其序列特征、重复序列、基因多样性和系统发育进行分析。结果：对叶百部叶绿体基因组大小为154 379 bp,叶绿体基因组结构为典型环状四段式,1对27 074 bp的反向重复区（IR）,1个大小为17 924 bp的小单拷贝区（SSC）和1个82 307 bp的大单拷贝区（LSC）,平均鸟嘌呤和肥嘧啶所占的比率（GC）含量为37.86%;共注释得到121个基因,包括30个tRNA基因,4个rRNA基因和87蛋白编码基因,其中6个tRNA基因和12个蛋白质编码基因中存在内含子;对叶百部叶绿体基因组中共发现49个长重复序列和59个单核苷酸简单重复序列（SSR）;4个百部属的叶绿体基因组比较分析表明ycf1和ndhF基因具有高度多样性;基于叶绿体基因组构建的系统发育树与对...     

广东省耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌耐药性及分子流行特征分析

目的 了解广东省耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌（CRAB）的耐药性及相关耐药基因和分子流行病学特征,为指导临床合理用药、有效控制耐药传播提供依据。方法 以广东省2019年收集的58株CRAB为研究对象,采用Vitek MS全自动微生物质谱仪和微量肉汤稀释法进行菌种鉴定及药物敏感性试验,利用全基因组测序技术对菌株进行耐药相关分子特征、菌株同源性及遗传进化关系分析。结果 58株CRAB对大多数抗菌药物耐药率均为100%,仅对替加环素和多粘菌素B表现敏感。共检测到26种耐药基因,所有菌株均同时携带bla_OXA-23和bla_OXA-66两种碳青霉烯酶基因。27.5%菌株检测到耐药基因元件ISAba1-OXA-23,由Tn2006携带并整合在AbaR4型耐药岛上;其中11株同时检测到由Tn2008VAR携带的耐药基因元件OXA-23-ISAba33。所有菌株均为ST2型。同源性分析显示58株CRAB菌群具有2个聚类（C1、C2群）和4个亚组（g1、2、3、4）,与全球CRAB流行株具有密切的亲缘关系。结论 广东地区CRAB均为泛耐药菌。OXA-23型碳青霉烯酶是CRAB的主要耐药机制,且存在ISAba1插入情况。ST2为本地区主要流行克隆,与全球流行的CRAB多重耐药克隆遗传关系密切,应加强CRAB耐药监测,防止多重耐药广泛流行与传播。     

全球结核分枝杆菌谱系分布与耐药分析

  目的  绘制全球结核分枝杆菌复合群(Mycobacterium tuberculosis complex, MTBC)地理分布图,描述不同地区的MTBC主要谱系分布及耐药情况。  方法  利用TB-Profiler平台MTBC全基因组测序数据和耐药检测结果,绘制全球MTBC谱系分布图,并根据不同地域、亚谱系的层次结构进行可视化分析。  结果  Lineage 4谱系在全球分布最广,Lineage 2谱系耐药发生率最高。  结论  世界范围内MTBC谱系的地理分布及不同谱系间耐药情况存在差异。     

青海高原藏系绵羊鼠疫菌系统发育关系和流行特征的研究

  目的  对青海高原藏系绵羊引发的人间鼠疫疫情流行病学和相关鼠疫菌遗传特征进行研究,为制定出适合青海省藏系绵羊鼠疫防控提供科学依据。  方法  汇总分析青海省1958―2020年藏系绵羊引发的人间鼠疫疫情资料,描述其时间、地区和人群分布及其他流行病学特征;对38株分离自人、藏系绵羊和喜马拉雅旱獭的鼠疫杆菌进行测序,再结合其他参考菌株的基因序列分析菌株的全基因组单核苷酸多态性特征,构建菌株之间的系统发育关系。  结果  1958―2020年共发生藏羊为疫情传染源的人间鼠疫疫情16起,发病69人,死亡42人,病死率60.86%。与藏系绵羊相关的鼠疫杆菌都位于系统发育树的同一进化分支1.IN2中,并具有明显的地域性特征。同一鼠疫事件中人、藏系绵羊和周边喜马拉雅旱獭分离菌株位于同一簇群,与流行病学调查资料相符。  结论  流行病学结合系统发育关系分析,证实了青海省人间鼠疫来自藏系绵羊,而藏系绵羊鼠疫则起源于旱獭。藏系绵羊是青海高原上重要的家畜,因此不应低估藏系绵羊鼠疫的危害。     

生物信息学技术在生殖领域中的研究进展

生物信息学（bioinformatics）在生殖系统的研究中被广泛应用于各个技术层面,包括基因组、转录组、蛋白组和代谢组。通过数据的系统化采集和可视化处理,生殖过程中各种关键分子的作用机制正逐步被发现并阐明。生物信息学技术在生殖系统研究中的应用,既在保障严谨性和科学性的基础上有效地推动了生殖系统研究的发展与创新,如从基因组、转录组、蛋白组和代谢组等不同层次水平上分析生殖系统中不同器官的正常功能或其异常病理现象;同时也促进了生殖系统相关疾病临床诊断和治疗的进展,如在对疾病诊治中,新的临床疾病标志物及药物靶点的发现等。综述近年生殖医学前沿研究的最新生物信息学技术并总结现有生殖医学相关生物信息学研究的主要进展,这也为后续的各类研究提供了重要的方向和思路。     

他汀类药物与骨密度:一项药物靶向孟德尔随机化分析

背景:观察性研究表明他汀类药物可能对骨密度具有保护作用,这使其成为潜在的骨质疏松症治疗药物之一。目的:通过孟德尔随机化方法来评估药物靶点介导的脂质表型与骨密度之间的因果关系。方法:从IEU Open GWAS数据库获取了与他汀类药物相关的单核苷酸多态性以及骨密度相关数据。主要分析方法是逆方差加权法,同时也使用了加权中位数法、简单中位数法、加权中值方法和MR-Egger回归法。使用β值和95%CI来评估他汀类药物与骨密度之间的因果关系;另外,进行敏感性分析以验证结果的可靠性,使用Cochran’s Q检验来评估异质性,使用MR-Egger截距检验是否存在水平多效性。使用留一法分析确定是否有单个或多个单核苷酸多态性影响了结果。结果与结论:他汀类药物作用靶点——3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶介导的低密度脂蛋白胆固醇与足跟定量超声骨密度(β=-0.086,95%CI:-0.117至-0.055,P=5.42×10^(-8))和全身骨密度(β=-0.193,95%CI:-0.288至-0.098,P=7.35×10^(-5))呈显著相关。该研究结果支持了他汀类药物对骨密度的保护作用。这些发现不仅加深了对胆固醇相关基因和骨骼健康关系的理解,还揭示了改善骨密度的潜在治疗靶点。     

基于代谢组学技术的黄芩-白芍对2型糖尿病模型小鼠的作用机制

目的：在肾脏代谢组学技术基础上,探讨黄芩-白芍药对对2型糖尿病（T2DM）的防治机制,并通过寻找内源性潜在生物标志物,寻找其相关代谢通路。方法：非糖尿病健康同窝出生仔畜(db/m小鼠）为空白组,同时选择血糖值高于11.1 mol/L的糖尿病瘦素受体基因缺陷（db/db）小鼠进行分组,分为模型组、黄芩-白芍组（5.625 g/kg）、阳性药组（二甲双胍250 mg/kg）,给药体积为7.5 mL/kg,1次/d,连续8周,并采用超高效液相色谱与串联四级杆飞行时间质谱仪联用技术(UPLC-Q-TOF-MS/MS)法进行小鼠肾脏代谢组学分析,探寻潜在的生物标志物,联合人类代谢组学数据库（HMDB）和京都基因与基因组百科全书数据库（KEGG）找出相关代谢通路。结果：黄芩-白芍组可改善T2DM模型小鼠代谢轨迹的偏离,同时,寻找出与DN模型及给予黄芩汤干预后具有共同差异的生物标志物14个,涉及8条相关代谢通路,应用相关代谢通路分析方法发现,影响最为广泛的代谢通路可能是甘油磷脂代谢、嘌呤代谢和嘧啶代谢。结论：黄芩-白芍药对治疗T2DM的作用机制可能与其通过调节脂质代谢、能量代谢等多条代谢通路,改善内源性代谢物的水平,恢复机体正常代谢活动有关。     

黄背草与2种菅属植物叶绿体基因组特征比较及系统发育分析

目的 以黄背草Themeda japonica为试验材料,比较分析其与阿拉伯黄背草T. triandra、中华菅T. quadrivalvis2种同属植物的叶绿体基因组特征及其与近缘物种的系统发育关系。方法 采用Illumina HiSeq高通量测序平台首次对黄背草叶绿体基因组进行测序,使用SPAdes和CpGAVAS2分别对其进行组装和注释,并用Codon W、DnaSP和MISA等对其与2种同属植物进行一系列比较基因组分析,利用最大似然法（maximum likelihood,ML）构建系统进化树。结果 3个叶绿体基因组全长为138 735～138 961 bp,具有典型的四分体结构,共注释出129个基因;黄背草与其同属的2个物种相比,反向重复区（inverted repeats,IR）收缩了2132 bp,大单拷贝区（large single copy region,LSC）扩张了约4000 bp,而小单拷贝区（small single copy region,SSC）变化不大。密码子偏好性分析显示,3个叶绿体基因组相对丰度最大和最小的密码子都相同,同义密码子相对使用丰度略有不同...     

桔梗叶绿体比较基因组学分析及系统发育研究

目的 以桔梗Platycodon grandiflorus为材料,分析其叶绿体基因组特征,探究不同地区桔梗叶绿体基因组的差异及桔梗科其他物种的系统发育关系。方法 利用Illumina NovaSeq测序平台对桔梗叶绿体全基因组进行测序,完成其组装、注释和特征分析,采用生物信息学方法对不同地区桔梗进行比较基因组分析和系统发育分析。结果 桔梗叶绿体基因组全长172 770 bp,呈现典型的环状四分体结构,总GC含量为38.10%,注释到139个基因,其中蛋白质编码基因95个,核糖体RNA 8个和转运RNA 36个。经序列分析鉴定出139个SSR位点,大部分重复由A和T组成。该叶绿体基因组密码子偏好性A/U大于G/C。边界分析表明,不同地区桔梗的JLA边界区域存在差异。对比不同地区桔梗叶绿体基因组序列发现21个变异区间,包括ycf1、psbC、rps18和rpoB等编码区以及rpl32-trnL、trnS-psbZ和trnN-ycf1等非编码区。基于最大似然法（maximum likelihood method,ML）对桔梗及其他17种桔梗科植物进行系统发育分析,发现桔梗科物种形成一个单系群,各属物种聚为一束,支持率达100%。结论 桔梗科物种聚为一支与传统相符合,不同地区桔梗叶绿体基因组序列存在显著差异,为后期开展分子鉴定及群体遗传学研究提供提供科学依据。