基于全基因组测序的耐碳青霉烯类抗生素鲍曼不动杆菌耐药基因、毒力因子及同源性分析

摘要：目的 通过应用全基因组测序(whole genome sequencing, WGS)技术分析某三级医疗机构耐碳青霉烯类抗生素鲍曼不 动杆菌(carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii, CRAB)的耐药基因、毒力因子及同源性。方法 收集该院2020年1月至3月 重症监护病房(Intensive care unit, ICU)、神经外科分离的11株医院感染CRAB菌株，通过二代测序平台进行全基因组测序, 应用 基因组流行病学中心(Center for genomic epidemiology, CGE)ResFinder 4. 0软件分析其耐药基因型，并应用MORPHEUS在线制作 热图，应用毒力因子数据库(virulence factors of pathogenic bacteria, VFDB)VFanalyzer软件筛选毒力因子，应用MLST软件检测菌 株的ST型，应用Kaptive软件检测荚膜型，应用CSI Phylogeny 1. 4软件及FigTree v1. 4. 4软件构建最大似然树(maximum likelihood tree, MLT)以分析其同源性。结果 11株CRAB对亚胺培南、美罗培南、头孢菌素、环丙沙星均呈现耐药，而对阿米卡星、左氧 氟沙星耐药的菌株株数较少。11株CRAB共检测出18种耐药基因，11株同时携带碳青霉烯酶耐药基因blaOXA-23和blaOXA-66，β-内酰 胺酶耐药基因以blaTEM-1D和blaADC-25为主，大部分菌株携带多种外排泵相关耐药基因及抗菌药物修饰酶耐药基因。11株CRAB均携 带多种毒力因子，包括外膜孔蛋白、脂多糖、生物膜、外排泵、磷脂酶和效应蛋白等，如OmpA、Lps、Csu、Pga、Ade、Plc、 Bas、Bau、Ent、Hem、Aba、Bfm、Pbp和Kat等。11株CRAB均为ST2-K22型，同源性分析结果显示C组内同源性关系相近，存 在院内传播的可能。结论 该院CRAB的耐药性、毒力特征复杂多样，同源性分析显示该院存在1种优势克隆株，该克隆株有医 院内传播的风险。     

幽门螺杆菌感染相关因素的研究进展

幽门螺杆菌（HP）是革兰阴性微需氧的螺旋样杆菌，主要通过口-口途径在人-人之间感染传播。HP的发现加深了人类对慢性感染、炎症和癌症之间关系的认识。其特定的螺旋形体型、鞭毛及动力、尿素酶和黏附素活性，以及细胞毒素基因A（cagA）、空泡细胞毒素基因A（vacA）等是影响HP感染研究较多的相关致病因素。HP感染在胃癌的发生、发展中可能具有重要作用，但尚未确切证实HP感染是导致胃癌的主因。文章概述了HP感染相关致病因素的研究进展。     

冠状病毒特征与进化优势

冠状病毒是近年来新发突发传染病的重要来源,因家族成员庞大、宿主谱广、突变株多样,在进化中展示了其优越性。本文通过回顾冠状病毒基因组特征、感染宿主动物与受体分布及基因突变等方面的研究进展,对其在进化和传播中存在的优势进行总结和讨论,以期引起对相关病毒防控的重视。     

哮喘相关基因与治疗药物的生物信息学分析

目的:通过生物信息学技术比较哮喘患者与健康人的基因芯片数据,初步鉴定与哮喘相关的基因以及治疗哮喘的潜在药物。方法:从基因表达数据库下载GSE74986基因芯片,使用GEO2R分析得出差异表达基因,采用Morpheus制作差异表达基因的热图;通过DAVID 6.8对差异表达基因进行基因本体及京都基因与基因组百科全书分析,使用String 10.5构建蛋白质-蛋白质相互作用网络,筛选核心基因。进一步使用Cytoscape 3.6.1的插件MCODE对差异表达基因进行模块分析。通过医学本体信息检索平台筛选治疗哮喘的小分子药物。结果:筛选出510个差异表达基因,包括29个上调基因和481个下调基因。差异表达基因生物过程与通路主要富集在染色质沉默、核糖核酸聚合酶Ⅱ启动子的转录调节、蛋白质转运、信使核糖核酸加工、核糖核酸剪接以及泛素介导的蛋白水解、内质网中的蛋白质加工、核糖核酸转运、髓样分化因子依赖性Toll样受体信号通路、血小板激活、核苷酸结合寡聚化结构域样受体信号通路等。共得出9个核心基因,包括T-复合蛋白1θ亚基(CCT8),T复合物蛋白1α亚单位(TCP1),26S蛋白酶调节亚单位S10B(PSMC6),热休克蛋白90α(HSP90A) A1,细胞周期蛋白C(CCNC),HSP90AB1,26S蛋白酶体非ATP酶调节亚基6(PSMD6),泛素特异性蛋白酶14(USP14),真核细胞翻译起始因子4E(EIF4E)。得出2个重要模块,模块里的基因主要涉及剪接体和泛素介导的蛋白水解、蛋白修饰以及核糖核酸修饰等生物过程。治疗哮喘的潜在小分子药物有茴香霉素和金雀异黄素等。结论:差异表达基因和核心基因促进了对哮喘发病分子机制的理解,为哮喘的诊治提供了潜在的基因靶标与治疗药物。     

基于TCGA、THPA、GEO数据库挖掘PTTG1在乳腺癌中的表达及预后意义

目的:通过对癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas，TCGA)、人类蛋白组图谱(The Human Protein Atlas，THPA)和人类肿瘤相关的基因表达汇编(Gene Expression Omnibus，GEO)数据库的数据挖掘，探索垂体肿瘤转化基因1（pituitary tumor-transforming gene 1，PTTG1）在乳腺癌中的表达及预后意义。方法:从TCGA、THPA和GEO数据库提取PTTG1在乳腺癌及正常组织中mRNA和蛋白水平的变化和患者临床病理资料，GEO在线预后分析数据库Kaplan-Meier Plotter(http://kmplot.com)检索PTTG1乳腺癌预后的相关性。结果:在数据库中，PTTG1 mRNA和蛋白水平在乳腺癌队列中表达显著高于正常乳腺组织(P<0.01)；PTTG1 mRNA在不同的分子亚型中表达存在显著差异(P<0.05)；PTTG1 mRNA在ER和PR阳性乳腺癌患者组织中表达显著低于ER和PR阴性乳腺癌患者(P<0.05)；PTTG1 mRNA在进展期乳腺癌患者组织中表达显著高于早期乳腺癌患者(P<0.05)；PTTG1 mRNA随着乳腺癌患者组织学分级程度升高而降低(P<0.05)。PTTG1低表达乳腺癌患者的预后显著好于其高表达患者(P<0.001)；PTTG1高表达的ER和PR阳性、HER-2阴性乳腺癌患者的预后均显著差于其低表达者(P<0.05)。PTTG1高表达乳腺癌样本富集到细胞因子受体相互作用、趋化因子信号通路、细胞周期、自然杀伤细胞介导细胞毒性、Toll样受体信号通路和T细胞受体信号通路等相关基因集。结论:PTTG1 mRNA和蛋白在乳腺癌组织中高表达，PTTG1 mRNA表达与乳腺癌预后相关且在不同分子分型的乳腺癌中具有不同的预后监测意义，可以作为乳腺癌预后判断的标志物。     

山白树微卫星特征分析及分子标记开发

目的:山白树是中国特有珍稀濒危植物。分析微卫星特征,开发其微卫星分子标记。方法:采用Illumina二代测序技术建立山白树基因组文库和微卫星文库,分析微卫星组成类型,设计山白树引物,用5个山白树种群进行扩增和检测以分析其多态性。结果:二代测序共返回38,942,660条100 bp配对序列,通过质量修剪及拼接得到200,386条拼接序列,其中长度 335 bp的为7 614条;在7 614条序列中检测出微卫星位点694个,其中单核苷酸重复最多,单核苷酸重复中A/T重复数量最多;二核苷酸长度变异最大,其中AG/CT重复数量最多,重复长度变异情况与微卫星丰度呈正相关。为36条山白树微卫星重复次数高的序列设计引物,经聚合酶链式反应(PCR)扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,20对引物多态性丰富且条带清晰,等位基因数(NA)在3~6之间,平均为4,多态性信息含量(PIC) 0. 535 5~0. 754 0,平均值0. 615 5。对5个山白树种群的群体遗传分析发现,该物种遗传多样性较高(h=0. 697 5,I=1. 436 8,HE=0. 702 2),种群遗传分化显著(Fst=0. 374)。结论:通过部分山白树的群体遗传也可以说明本次开发的引物可用性较好。该研究开发了山白树微卫星分子标记引物,为山白树分子遗传学奠定了基础。