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条件致病菌指数 可评估环境微生态风险

所属分类:时事聚焦    发布时间: 2022-02-24    作者:
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  科技日报讯 (记者王健高 通讯员刘佳)2月21日,记者从中国科学院青岛生物能源与过程研究所(以下简称中科院青岛能源所)获悉,该所单细胞中心与青岛大学利用其研究开发的生物信息工具条件致病菌指数(MIP),从人体条件致病菌的角度出发考察微生物组多样性和致病性,并从微生物组大数据层面揭示了条件致病菌在室内环境的分布情况,为理解条件致病菌的潜在风险和传播途径提供了新方法。相关工作成果发表于《遗传学报》。该工作由青岛大学苏晓泉团队和中科院青岛能源所单细胞中心团队合作完成。

  评估环境中条件致病菌的潜在风险程度并理解其传播途径是维护公共健康的重要环节之一。以往的研究中,虽然已经发现了针对特定疾病的微生物标记,并建立了基于微生物组的诊断方法,但对于复杂微生物组群落致病性的全面综合量化,如致病菌的总体含量、致病菌类型、疾病类型等,目前仍然缺乏高效的生物信息分析手段。同时,微生物组研究通常以整体菌群为考察对象,往往会掩盖菌群中具有特殊功能的子类群(如条件致病菌)所行使的独特功能,因此亟待开发和完善相关的生物信息方法。

  针对上述瓶颈,中科院青岛能源所单细胞中心孙政博士和刘旭东硕士为核心骨干的研究小组,开发了名为MIP的生物信息工具,包含一个由人工收集、整理和维护的“致病菌—疾病”关系网络,以及由167641条全长16S rRNA 基因组成的参考序列数据库(其中18389条来自条件致病菌)。通过检测菌群中的条件致病菌,MIP能够评估菌群的总体风险程度,并推断出由条件致病菌所引起的疾病和人体易感器官等信息。

  科研人员利用MIP工具,对一家医院新院区启用前后的环境菌群致病性进行了评估和对比,揭示了室内条件致病菌以环境为中介的“人—环境—人”传播链路。尽管医护人员与住院患者之间身体和环境菌群结构有着明显的差异,但却有着极为相似的致病菌构成和疾病风险,这是使用常规菌群多样性分析难以发现的。此外,利用MIP工具对单细胞中心前期开发的微生物组搜索引擎中收录的超过26万个人体和环境样本分析得出,室内环境和食物中存在较高的条件致病菌风险,而自然环境中的条件致病菌水平极低,另外昆虫等非哺乳动物表现出比哺乳动物更高的致病菌携带风险,上述结果为理解全球范围内致病菌的组成和分布提供了启示。

(责任编辑:王婉莹)

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