对大肠杆菌的流行,遗传进化和抗菌素耐药性的进化进行综合计算分析:对亚洲的公共卫生和环境可持续性的影响

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 基因组学就是基因组学.
• 公共卫生 公共卫生

背景情况:

• 大肠杆菌 (E. coli) 是一种常见的肠道细菌,具有致病菌株,可引起感染和血清性尿素综合征 (HUS).
• 传播通过受污染的食物/水和直接接触发生,在人口密地区构成风险.
• 大肠杆菌菌株中抗菌素耐药性 (AMR) 的上升,特别是在亚洲,构成了全球健康的重大挑战.

研究的目的:

• 调查大肠杆菌在亚洲的流行,基因组多样性和进化动态.
• 在大肠杆菌种群中确定适应和抗菌素耐药性的驱动因素.

主要方法:

• 66项研究的系统综述和元分析 (n=120,207).
• 在泛基因组学上应用马尔科夫集群算法和随机步行.
• 使用基于编码子的选择模型来识别积极选择的进化分析.

主要成果:

• 在亚洲,大肠杆菌的流行率为18% (95%CI:14%-21%),具有很高的异质性 (I2=100).
• 印度菌株Ec40 (2013) 呈现出最高的遗传多样性;2012-2019年的序列显示出最多的变异.
• 进化分析表明,由抗微生物压力驱动的适应性进化,有特定的编码子在选择中 (五种普遍,十二种情节性).

结论:

• 综合战略,包括监测,有针对性的干预和生物安全,对于控制大肠杆菌至关重要.
• 抗菌耐药性大肠杆菌的出现需要探索替代疗法,例如菌体治疗.
• 解决大肠杆菌感染的临床和社会经济负担需要对人类和动物种群采取多方面的方法.