Horizontally acquired papGII-containing pathogenicity islands underlie the emergence of invasive uropathogenic Escherichia coli lineages.
Horizontally acquired papGII-containing pathogenicity islands underlie the emergence of invasive uropathogenic Escherichia coli lineages.
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DOI：
10.1038/s41467-020-19714-9
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发表时间：
2020-11-24
影响因子：
16.6
通讯作者：
Van Puyvelde S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Biggel M;Xavier BB;Johnson JR;Nielsen KL;Frimodt-Møller N;Matheeussen V;Goossens H;Moons P;Van Puyvelde S
大肠埃希氏菌是尿路感染的主要原因，尿路感染是人类最常见的细菌感染之一。尽管如此，关于与不同临床症状相关的分离株的系统发育分布缺乏基因组学观点。在这里，我们提出了一组时空和临床上不同的907个大肠杆菌分离株的大规模系统发育分析，其中包括722个尿路致病性大肠杆菌(UPEC)分离株。全基因组关联方法确定(P-菌毛编码)PapGII基因座是区分侵袭性UPEC和非侵袭性UPEC的关键特征，侵袭性UPEC定义为与严重尿路感染(肾盂肾炎)或尿源性菌血症相关的分离株，非侵袭性UPEC定义为与无症状菌尿或膀胱感染(膀胱炎)相关的分离株。在大肠杆菌群体中，通过重复水平获取不同的含有PapGII的致病岛，出现了不同的侵袭性UPEC谱系。我们的发现阐明了严重尿路感染的分子决定因素，并对早期发现这种病原体有意义。大肠埃希氏菌是尿路感染的主要原因。在这里，比格尔等人。对907株临床分离的大肠埃希菌进行系统发育分析，确定与侵袭性尿路致病性大肠埃希氏菌相关的P菌毛编码基因座。
Escherichia coli is the leading cause of urinary tract infection, one of the most common bacterial infections in humans. Despite this, a genomic perspective is lacking regarding the phylogenetic distribution of isolates associated with different clinical syndromes. Here, we present a large-scale phylogenomic analysis of a spatiotemporally and clinically diverse set of 907 E. coli isolates, including 722 uropathogenic E. coli (UPEC) isolates. A genome-wide association approach identifies the (P-fimbriae-encoding) papGII locus as the key feature distinguishing invasive UPEC, defined as isolates associated with severe UTI, i.e., kidney infection (pyelonephritis) or urinary-source bacteremia, from non-invasive UPEC, defined as isolates associated with asymptomatic bacteriuria or bladder infection (cystitis). Within the E. coli population, distinct invasive UPEC lineages emerged through repeated horizontal acquisition of diverse papGII-containing pathogenicity islands. Our findings elucidate the molecular determinants of severe UTI and have implications for the early detection of this pathogen. Escherichia coli is a major cause of urinary tract infection. Here, Biggel et al. provide a phylogenomic analysis of 907 clinical E. coli isolates and identify the P-fimbriae-encoding locus associated with invasive uropathogenic E. coli isolates.
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