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GenoLab M助力湖北省疾病预防控制中央宣布人类腺病毒遗传特征剖析研究效果
宣布时间:
2024-04-15
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克日,壹定发生物的相助单元湖北省疾病预防控制中央在《Frontiers in Microbiology》杂志上揭晓了题为“Genetic characterization of human adenoviruses in patients using metagenomic next-generation sequencing in Hubei, China, from 2018 to 2019”的研究效果。gai研究基于壹定发生物GenoLab M高通量基因测序平台与Illumina的NextSeq 550高通量基因测序平台,对湖北省某儿童医院25例上呼吸道熏染患者的鼻咽拭子样本举行mNGS测序。基于测序的剖析效果,探讨了病原基因组组装的准确性,以及两个平台在病原微生物mNGS检测方面的一致性,随后,对完整组装的HAdVs基因组特征举行了全方位的剖析,为中国HAdVs盛行病学视察及公共卫生清静提供新的看法。



*以下为gai研究效果解读


配景简介

腺病毒(Human adenoviruses,HAdVs) 是人呼吸道熏染常见的病原体之一,可引起普遍的临床疾。薹窝、支气管炎、膀胱炎、眼结膜炎、胃肠道疾病及脑炎等,在儿童及免疫功效缺陷患者中症状尤其严重。HAdVs基因型别众多,且差异型别间或统一型别内均可发生重组,导致新的毒株发生,对公共卫生清静发生极大的影响。传统对HAdVs的诊断及分型主要依赖病毒疏散作育、血清学及关jian衣壳卵白(capsid)基因的PCR判断,费时艰辛,且对中和抗体等试剂依赖水平很高。基于mNGS的病原微生物诊断,可以直接对临床样本中的核酸举行高通量测序,而不依赖微生物的疏散和作育,能够快速、客观地检测临床样本中所有未知的病原微生物,已成为熏染性疾病精准诊断的主要工具。此外,通过对mNGS序枚举行病原体基因组组装,可以在基因组和基因层面临病原体举行深入的探讨。



效果提要

1


研究框架

本研究于2018~2019年,在湖北省咸宁市某医院网络400例流感样上呼吸道熏染患者的鼻咽拭子样本,对常见呼吸道病毒病原体举行筛查后,确定21例HAdVs阳性患者,共获得25份样本(包罗4例病毒疏散作育样本)。随后,将这25个样天职别使用GenoLab M及NextSeq 550平台举行宏基因组测序和相关剖析。


2


mNGS组装完整性及准确性评估

本研究首先对所有下机数据举行测序质量评估,确定GenoLab M及NextSeq 550平台均可获得可靠的mNGS测序数据。随后对测序reads举行de novo组装,并评估了组装的完整度及准确性。效果批注:①在组装完整性方面(指标:contig数目, N50, N90, 最大contig长度,笼罩度),两平台基本一致;②在组装准确性方面(指标:组装的基因组与参考基因组的比对率),GenoLab M平台88% (22/25)的样本,NextSeq 550平台84% (21/25)的样本,获得了>90%的比对率。说明两平台组装的基因组准确性均较高,可以举行后续基因组特征的剖析。

Table1 GenoLab M与NextSeq 550组装参数表

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平台间mNGS物种注释效果较量

研究人yuan对两个平台的mNGS数据举行了物种注释,发现检出的微生物种类及品貌高度一致,且HAdVs含量富厚。临床样内情对病毒疏散作育的样本,检出的微生物种类更为重大。SE75(图1B)模拟测序与SE150(图1A)测序获得一致的物种注释效果,说明在基于mNGS的HAdVs熏染诊断中,测序时间更短的SE75模式同样适用,可以实现更快速的病原体诊断。

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图1 mNGS物种注释效果较量


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HAdVs基因型分类及进化树剖析

gai研究对25个测序样本举行了HAdVs分型,共判断获得7种HAdVs基因型:HAdV-B3 (n=9),B7 (n=1),B55 (n=2);HAdV-C1 (n=2),C2 (n=6),C5 (n=1);以及HAdV-E4 (n=4)。效果批注,在湖北咸宁地域,HAdV基因型多样性较高,且以B3, C2和E4为主。差异的基因型聚类为差异的进化分支,统一基因型的差异疏散株聚类为统一分支。

GenoLab M助力湖北省疾病预防控制中央宣布人类腺病毒遗传特征剖析研究效果

图2 HAdVs基因型分类及进化树剖析


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差异基因型的全基因组进化树剖析

为进一步探讨差异型此外疏散株与已发现的参考毒株的进化关系,研究人yuan对HAdV-B,C,E毒株划分举行了全基因组进化剖析。效果批注:①新判断的疏散株与对应的参考毒株形成预期的聚类,且与当地普遍撒播的毒株进化关系亲近;②B3基因型已开shi形成新的聚类分支,需增强盛行病学监测;③S64、S71和S28疏散株经重组及全基因组比对剖析,确定为重组毒株。

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图3?差异基因型全基因组进化树剖析


6


核苷酸一致性和多样性剖析

全基因组核苷酸一致性剖析批注,HAdVs差异型别间具有较高的进化守旧性,HAdV-B, C和E基因组一致性划分到达93.52%,97.49%和96.99%。三个关jiancapsid基因——penton,hexonfiber的多样性剖析批注:penton基因在HAdV-C中更为守旧,在HAdV-B中多样性很高,且存在两个显着的高变区;hexon基因在HAdV-B和C中多样性更高,同样存在两个高变区,形成中和抗体识此外表位;fiber基因在三种基因型中,多样性都很高,其C端的γ表位加入血凝抑制,决议病毒的组织偏好性(嗜性)。

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图4?病毒全基因组及关jiancapsid基因核苷酸一致性及多样性剖析



结论

基于上述剖析,壹定发得出如下结论:

1、mNGS可以应用于临床样本HAdVs的快速诊断;

2、通过de novo组装可以获得完整的病毒基因组,其准确性及完整度知足后续基因层面的剖析要求;

3、新判断的HAdV-B3疏散株形成显着的新聚类,且与北京株亲缘关系亲近,提醒区域撒播的可能;

4、本ci检测到3个HAdV重组病毒株,属于HAdV-B55及HAdV-C2基因型;

5、Capsid基因存在高核苷酸多样性和高频的重组事务,提醒在中国举行HAdV盛行病学监测的须要性。




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