新现食品源非典型肠致病大肠埃希氏菌遗传进化及毒力变异机制
批准号:
32072325
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
张淑红
依托单位:
学科分类:
食品安全与品质控制
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张淑红
中文摘要
非典型肠致病大肠埃希氏菌(aEPEC,bfp-)是近年来新现的一种重要病原菌,在全球多个国家引起腹泻疾病的暴发流行,且发病率呈上升趋势。由于标准检测方法的限制,我国目前仍缺乏系统的食品源aEPEC流行特征数据。国际公开数据库中aEPEC全基因组信息极少,其进化来源和毒力变异机制尚不清晰。本项目拟在前期已系统收集我国不同地区食品aEPEC菌株的基础上,进一步完善菌株分子血清型、耐药谱和生化谱等基础数据。通过全基因组测序和比较基因组学分析,明确不同aEPEC流行株基因组差异和毒力岛变异规律,揭示其系统发育关系及进化来源;通过对不同毒力菌株RNA-seq转录组测序分析,结合基于单核苷酸多态性(SNP)的毒力表型全基因组关联分析(GWAS),解析其毒力分化和变异机制。本研究将从多维度揭示aEPEC的进化过程,形成对其遗传进化和毒力变异机制的新见解,为我国aEPEC防控提供理论参考。
英文摘要
Atypical enteropathogenic Escherichia coli (aEPEC, bfp-) is an emerging pathogen worldwide. In recent years, outbreaks of diarrhoea caused by aEPEC have increased significantly. Nevertheless, due to the limitation of detection methods, there is scarce information on the epidemiological characteristics of food-borne aEPEC strains. Until now, whole-genome sequence of aEPEC deposited in the international database is insufficiency. No systematic study has been carried out on the evolution and virulence variation mechanism of aEPEC. This project aims to replenish the epidemiological data of food-borne aEPEC isolated from different regions of China, and explore the genomic differences and pathogenicity island of aEPEC strains based on whole-genome sequencing and comparative genomic analysis. The phylogenetic relationship and evolutionary source of aEPEC will be further clarified. Through transcriptome sequencing (RNA-seq) and comparative transcriptome analysis, the virulence differentiation and variation mechanism will be analyzed, combined with genome-wide association study (GWAS) of virulence phenotype based on single nucleotide polymorphism (SNP). This study will provide an innovative insight into the genetic evolution and virulence variation mechanism of aEPEC, and offer significant basic data for prevention and control of aEPEC infection.
肠致病大肠杆菌(EPEC)是全球成人和儿童腹泻感染的重要病原之一。流行病学数据显示,近年来由非典型肠致病大肠杆菌aEPEC(携带A/E黏附基因eae+缺失bfpA-stx-毒力基因)引起的腹泻疾病呈上升趋势。aEPEC丰富的毒力因子和多样的进化途径与其毒力变异和致病机制密切相关。本项目通过(1)对前期分离的aEPEC菌株进行表型和基因组测序,明确了其流行特征、关键毒力因子和进化规律。结果显示aEPEC菌株特征性LEE毒力岛基因部分缺失,血清型和MLST基因型多样,菌株对四环素(TE)、氨苄西林(AMP)、复方新诺明(SXT)、萘啶酮酸(NA)等普遍耐药,AMP-TE-SXT-NA为优势耐药表型;ERIC和Rep-PCR分子分型显示aEPEC菌株存在多样的分子指纹图谱,部分来源相同的菌株具有相同或相似的遗传图谱;(2)基因组测序和比较基因组学分析发现aEPEC携带多重耐药基因和毒力基因,并首次报道了mcr-1-ESBLO157aEPEC菌株。对全球不同来源eae阳性菌株进行遗传进化分析,发现aEPEC存在多样的基因簇和进化途径,部分aEPEC与STEC菌株亲缘关系较近,提示菌株可能来源于丢失Stx毒素基因的STEC菌株,部分O157菌株具有独特进化趋势。(3)HeLa细胞黏附实验发现aEPEC菌株存在特征性LAL黏附和非特征性黏附模式,且侵染能力有差异,提示其复杂的毒力进化特征;(4)在毒力分析基础上,对代表性强弱菌株进行了转录组测序分析,结合基于毒力表型的基因组关联GWAS分析和WGCNA分析,探究了影响毒力分化和致病性的关键差异基因,并解析了其关键代谢通路和调控网络,提出致病菌生理代谢调控是导致其毒力差异的关键。本项目从基因组和转录组层面进一步完善了aEPEC遗传进化和毒力变异分子理论,为科学设计aEPEC防控策略提供重要参考和新思路。
新现食品源高致病EAEC效应因子aaiC调控毒力形成的分子机制
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2023
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负责人:张淑红
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依托单位:
国内基金
海外基金