研究人员开发了新的基因组分析方法来鉴定耶尔森氏杆菌

来源：news medical |校审：Kate Anderton | 2019-10-29 | 翻译：聚生物

耶尔森氏菌属(Yersinia)的细菌种类繁多，其区别在于它们是否能引起疾病(它们的致病性)等标准。例如，鼠疫耶尔森菌引起鼠疫，而小肠结肠炎耶尔森菌和假结核耶尔森菌则是引起肠道疾病的原因。巴斯德研究所的研究人员开发了一种新的基因组分析方法，用于对所有耶尔森氏菌进行分类和鉴定，并估算其致病性。

耶尔森菌属是肠杆菌科的一部分，目前共19种，含3种人类的病原体：鼠疫病原体，鼠疫耶尔森氏菌；食源性病原体，小肠结肠炎耶尔森氏菌；假结核耶尔森氏菌，它们引起肠道耶尔森菌病，一种可通过食物传播的疾病。

小肠结肠炎耶尔森菌是继沙门氏菌和弯曲菌之后，温带和寒冷国家引起细菌性腹泻的第三大原因。在法国，感染大多发生在个别病例或小群体中。

“以前，菌株是用生化方法来鉴定的，有时缺乏准确性。它们依赖于代谢反应，一旦发生非典型反应，就会导致识别错误。”巴斯德研究所(Institut Pasteur)鼠疫和其他耶尔森氏菌感染国家研究中心(CNR)副主任西里尔·萨文(Cyril Savin)说。

需要更准确的鉴定

在这种情况下，一种适用于所有耶尔森菌物种的识别策略，包括那些尚未被描述的物种，是一种有用的方式。因此，巴斯德生物多样性和细菌病原体流行病学研究所的科学家与计算生物学系的CNR和生物信息学和生物统计学中心合作，开发了一种基于基因组的耶尔森菌属菌株鉴定方法（基因组包括DNA中包含的所有基因）。

“我们开发了一种分析基因组序列的方法，使其能够快速、全面地翻译，”细菌病原体生物多样性和流行病学部门负责人Sylvain Brisse解释说。当我们扫描每个耶尔森菌基因组中众多基因的序列时，我们意识到每个细菌都有自己独特的基因图谱。该方法包括将这种基因图谱转化为一种标准化的“条形码”。

将该方法应用于耶尔森菌属，共鉴定出3000多个条形码，其中一些还发现了新物种。”我们的工作最终以一种标准化的语言而告终，使所有的实验室都能识别这些代码。为了推广这一方法，向公众提供了一个“条形码”（基因组图谱）数据库和相关的鉴定细节，使世界各地的实验室能够利用自己的基因组序列鉴定耶尔森菌菌株。

使用自动分类算法，每个基因组图谱都与其物种和遗传谱系相关联。”我们对耶尔森菌菌株遗传图谱的比较揭示了一个意想不到的生物多样性水平，包括一些新的和以前未知的物种。计算生物学领域的生物信息学家Alexis Criscuolo说，现在可以根据它们的基因组谱非常可靠地鉴定菌株。

“使用这种方法，我们还可以更准确地定义在CNR发送给我们的菌株的致病性。他们中大约有33%不是致病的！”西里尔·萨文强调。事实上，准确鉴定菌株是必不可少的，因为耶尔森菌菌株之间的致病性不同：“它能够更有效地监测病人，也可以用来指导公共卫生倡议的推出，”巴斯德研究所耶尔森菌研究室主任哈维尔·皮萨罗·塞尔达解释说。

菌株分类学-细菌感染领域的一个主要挑战

生物菌株多样性分析是防治传染病的关键。作为其2019-2023年战略计划的一部分，巴斯德研究所正在寻求扩展其微生物菌株分类的专业知识（生物学的一个分支，旨在将活生物体分类为被称为分类单元的类群，以便识别它们）。

这个基因组分类项目是一个更广泛计划的一部分。为了增加研究对健康的影响，巴斯德研究所正在与国家参考中心(CNR)和巴斯德研究所国际网络的成员研究所合作，从事一个项目，旨在组织、更好地描述和促进巴斯德研究所的生物收藏。这一设想与全球卫生的概念相联系，其基础是卫生应在全球一级得到解决，同时人、动物和环境卫生相互依存并构成一个整体(“一个卫生”的概念)，应共同得到解决。在这个框架内，其他基因组分类学项目已经成功完成，能够监测、分类和解码巴斯德研究所研究的其他细菌株，如李斯特菌、钩端螺旋体、克雷伯氏菌和更罕见的伊丽莎白细菌。

不受限制地共享基线基因组图谱及其相关条形码，将有助于研究菌株之间的遗传关系，有助于发现疫情并更好地了解菌株如何在全球一级以及在环境、动物、食物和人类之间传播。

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