在感染期间对患者特异性尿道微生物群的基于metatranscriptomics的代谢建模

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 系统生物学 系统生物学
• 传染性疾病 传染性疾病

背景情况:

• 尿路感染 (UTI) 是一种常见的细菌感染,通常因多药耐药性 (MDR) 而复杂化.
• 除了大肠杆菌,在尿路感染中更广泛的尿路微生物组的作用尚未完全理解.
• 了解微生物的代谢功能对于对抗MDR感染至关重要.

研究的目的:

• 在急性尿路感染期间,描述患者特异性尿路微生物组的活性代谢功能.
• 调查微生物群落组成和转录活性对尿路感染病原性的影响.
• 探索微生物组为诊断和治疗MDR尿路感染提供信息的策略.

主要方法:

• 将元转录组测序与基因组规模代谢建模的整合.
• 分析了来自19名女性患者的尿样,其中19名女性患者确诊患有尿病原性大肠杆菌 (UPEC) 感染.
• 个性化社区模型的重建受基因表达的限制,并在虚拟尿环境中模拟.

主要成果:

• 在微生物组成,转录活性和代谢行为方面显示出显著的患者间变异性.
• 确定了不同的微生物毒性策略,代谢交叉食相互作用,以及乳酸菌种的调节作用.
• 表明整合基因表达数据缩小了代谢流量的变化,并增加了模型的生物相关性.

结论:

• 与尿路感染相关的微生物群具有相当大的代谢异质性.
• 综合基因表达的系统生物学方法提供了对尿路感染病原学的更深入的见解.
• 这些发现支持开发微生物组信息的诊断和治疗策略,用于管理复杂的尿路感染,特别是涉及MDR生物体的尿路感染.