宏基因組測序 | 細(xì)數(shù)世界上最致命的五大細(xì)菌
2023-05-22 閱讀數(shù)：3742
《柳葉刀》（The Lancet）發(fā)表的一項(xiàng)研究表明，常見的細(xì)菌感染是2019年全球第二大死亡原因，有770萬例死亡與33種常見細(xì)菌感染有關(guān)，占全球所有死亡的13.6%。僅其中的五種細(xì)菌就與半數(shù)以上的死亡有關(guān)，這五種細(xì)菌分別為：金黃色葡萄球菌（S. aureus）、大腸桿菌（E. coli）、肺炎鏈球菌（S. pneumoniae）、肺炎克雷伯菌（K. pneumoniae）和銅綠假單胞菌（P. aeruginosa）[1]。
一
宏基因組測序項(xiàng)目介紹
在微生物組學(xué)的研究中，以上五種致命菌的分離鑒定過程往往需要較長時(shí)間和復(fù)雜的技術(shù)操作，而通過宏基因組測序（metagenomics sequencing）則可以解決此類難題。佛山市一聯(lián)合華銀康高通量測序部通過宏基因組測序?qū)W鵡熱肺炎患者進(jìn)行病因?qū)W分析，發(fā)現(xiàn)其發(fā)生了呼吸道致病菌的共感染情況，并依據(jù)此對(duì)癥下藥，取得了較好效果。綜上，宏基因組測序可協(xié)助臨床和科研團(tuán)隊(duì)對(duì)患者感染情況進(jìn)行全面的檢測和診斷，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)合并感染，并能對(duì)臨床治療提供指導(dǎo)意見[2]。
宏基因組測序是對(duì)環(huán)境樣品中的微生物群落的基因組進(jìn)行高通量測序，主要研究微生物種群結(jié)構(gòu)、基因功能活性、微生物之間的相互協(xié)作關(guān)系以及微生物與環(huán)境之間的關(guān)系。它規(guī)避了對(duì)樣品中的微生物進(jìn)行分離培養(yǎng)，提供了一種對(duì)不可分離培養(yǎng)的微生物進(jìn)行研究的途徑，更真實(shí)的反應(yīng)樣本中微生物組成、互作情況，同時(shí)在分子水平對(duì)其代謝通路、基因功能進(jìn)行研究。
16S/宏基因組研究內(nèi)容
二
五種最致命細(xì)菌簡介
5種細(xì)菌的種屬信息
1
金黃色葡萄球菌
金黃色葡萄球菌也稱“金葡菌”，革蘭氏染色陽性，形狀為球形，直徑約0.8μm，排列成葡萄串狀。單個(gè)金葡菌的結(jié)構(gòu)為無芽孢、鞭毛，大多數(shù)無莢膜。其代謝類型為需養(yǎng)活兼性厭氧。
金黃色葡萄球菌在自然中分布非常廣泛，空氣、水、排泄物中都能找到，是食物性致病菌，能產(chǎn)生腸毒素，引起金黃色葡萄球菌腸炎。其致病力強(qiáng)弱主要取決于其毒素和相關(guān)性酶，如：纖維蛋白結(jié)合蛋白、細(xì)胞外黏附蛋白、溶血毒素、腸毒素等。
金葡菌的相關(guān)治療以抗菌藥物治療為主，通過加強(qiáng)衛(wèi)生清潔、及時(shí)消毒和提高機(jī)體抵抗力，可有效預(yù)防感染。
2
大腸桿菌
大腸桿菌又叫“大腸埃希氏菌”，革蘭氏染色陰性。大腸桿菌為短桿菌，兩端呈鈍圓形，多是單個(gè)或兩個(gè)存在。多數(shù)有莢膜或微莢膜結(jié)構(gòu)，不能形成芽孢，多數(shù)有菌毛。其代謝類型為兼性厭氧型。
大腸桿菌分為產(chǎn)腸毒素性的大腸桿菌和非產(chǎn)腸毒素性的大腸桿菌，前者是人和多種動(dòng)物感染性腹瀉的重要病原。其主要的毒力因子有黏附素、內(nèi)毒素、外毒素、外膜蛋白、鐵轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)等。
多數(shù)大腸桿菌在腸道內(nèi)并不致病，但若到腸道外可引起腸道外感染，以化膿性感染和泌尿道感染最為常見。大腸桿菌對(duì)75%酒精、含氯消毒劑等敏感，可進(jìn)行噴灑和擦拭消毒，也可對(duì)餐具等物品進(jìn)行蒸煮消毒。
3
肺炎鏈球菌
肺炎鏈球菌革蘭氏染色陽性，菌體似矛頭狀，寬端相對(duì)，尖端向外，直徑約1μm，常呈雙排列，體內(nèi)形成莢膜，抗干燥力較強(qiáng)，菌體周圍有透明環(huán)，無鞭毛，不形成芽胞。代謝類型為需氧或兼性厭氧型。
肺炎鏈球菌是定植于鼻咽部的正常菌群之一，若移位到下呼吸道可導(dǎo)致肺炎，侵入機(jī)體其它部位，引起繼發(fā)性胸膜炎、中耳炎、心內(nèi)膜炎及化膿性腦膜炎等。其中肺炎常表現(xiàn)為高熱、寒戰(zhàn)、咳嗽咳痰，痰成鐵銹色、胸痛、嘔吐、腹瀉等癥狀。
肺炎雙球菌的毒力因子主要有莢膜、肺炎鏈球菌溶血素、紫癜形成因子。日常防治需要保持環(huán)境衛(wèi)生，保持室內(nèi)空氣流通，并進(jìn)行適當(dāng)體育鍛煉，增強(qiáng)免疫力。
4
肺炎克雷伯菌
肺炎克雷伯菌革蘭氏染色陰性，該菌為較短粗的桿菌，大小0.5～0.8 × 1～2um，單獨(dú)、成雙或短鏈狀排列。菌體無芽胞，無鞭毛，有較厚的莢膜，多數(shù)有菌毛，能形成較大的灰白色粘液菌落。其代謝類型為兼性厭氧型。
肺炎克雷伯菌在健康人呼吸道、腸道中均有定植。當(dāng)細(xì)菌直接進(jìn)入人體內(nèi)時(shí)，通常會(huì)發(fā)生克雷伯菌感染，包括泌尿道、血液、腦部等。該菌有多種致病因子，包括多種粘附素，莢膜多糖，鐵載體和脂多糖等。
該菌容易形成耐藥性，治療手段是抗生素治療。預(yù)防其感染需增強(qiáng)自身抵抗力，保持衛(wèi)生等，可通過一般滅菌法殺滅，如酒精、含氯消毒劑等，也可通過紫外線、電離輻射等方法殺滅。
5
銅綠假單胞菌
銅綠假單胞菌是最常見的細(xì)菌之一。菌體細(xì)長且長短不一，整體形態(tài)直或稍彎、兩端鈍圓，成對(duì)或短鏈狀排列，大小為0.5～0.8μm × 1.5～3.0μm。菌體的一端有1~3根鞭毛，有菌毛和莢膜，無芽孢。該菌為專性需氧菌。
該菌在正常人的皮膚、呼吸道和腸道等都有存在。但是侵入不同組織部位會(huì)出現(xiàn)不同癥狀。銅綠假單胞菌肺炎表現(xiàn)為寒戰(zhàn)、中等程度發(fā)熱、咳嗽、胸痛、綠色濃痰等；血液感染者表現(xiàn)為高熱、休克急性呼吸窘迫綜合癥等。
銅綠假單胞菌具有5種復(fù)雜的分泌系統(tǒng)，可將毒素、彈性蛋白酶、脂肪酶和蛋白酶等毒力因子傳遞到宿主細(xì)胞的胞外環(huán)境或細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，有助于抗生素耐藥、使定植部位發(fā)生不可逆壞死。
參考文獻(xiàn)：
[1] GBD 2019 Antimicrobial Resistance Collaborators. Global mortality associated with 33 bacterial pathogens in 2019: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2019. Lancet. 2022 Dec 17;400(10369):2221-2248.
[2] Liang Y, Dong T, Li M, Zhang P, Wei X, Chen H, Wang Y, Gao X. Clinical diagnosis and etiology of patients with Chlamydia psittaci pneumonia based on metagenomic next-generation sequencing. Front Cell Infect Microbiol. 2022 Oct 13;12:1006117.
高通量測序檢測中心
中心定位于科研服務(wù)與臨床醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化應(yīng)用，圍繞基礎(chǔ)科研和臨床檢測兩大板塊，致力于生物醫(yī)學(xué)各領(lǐng)域的相關(guān)研究與測序大數(shù)據(jù)聯(lián)合分析，為各大高校、醫(yī)院和科研單位提供醫(yī)學(xué)科研項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)、測序?qū)嶒?yàn)和數(shù)據(jù)分析為一體的一站式服務(wù)以及快速精準(zhǔn)的臨床檢測服務(wù)，以成為業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的高通量測序服務(wù)中心為目標(biāo)。
目前，我司高通量測序檢測中心擁有Illumina和MGI等高通量測序儀組成的大規(guī)模高通量測序服務(wù)平臺(tái)，科研服務(wù)可提供涵蓋基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)（外泌體）、表觀組學(xué)、單細(xì)胞組學(xué)、微生物組學(xué)、免疫組庫、代謝組學(xué)、蛋白組學(xué)和多組學(xué)關(guān)聯(lián)分析等組學(xué)基礎(chǔ)研究服務(wù)和高級(jí)生物信息分析；臨床服務(wù)包括遺傳性腎病基因檢測、血液腫瘤基因檢測、實(shí)體瘤基因檢測、感染性疾病病原體檢測等服務(wù)。
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