临床微生物检测的基因同源性分析
同种同源的鉴定方法(一)
同种同源的鉴定方法(一)同种同源的鉴定引言在生物学领域中,同种同源的鉴定是一项重要的研究工作。
通过确定生物体之间的亲缘关系,可以深入了解物种的进化历程、种群分化和基因流动等问题。
本文将介绍几种常见的方法用于同种同源的鉴定。
方法一:形态学特征比较•通过对生物体的外部形态进行比较和观察,来确定它们是否属于同一种。
•比较的特征包括外形、大小、颜色以及器官结构等。
•这种方法简单直观,但缺点是受环境因素和个体差异的影响较大。
方法二:细胞学研究•利用光学显微镜或电子显微镜观察生物体的细胞结构和染色体形态等特征。
•通过比较细胞核形态、染色体数目和结构等信息,判断生物体是否属于同一种。
•这种方法精确度较高,但需要专业的实验设备和技术。
•还可以应用细胞遗传学技术,如核型分析、FISH等。
方法三:分子生物学技术•通过分析生物体的遗传物质DNA或RNA来进行鉴定。
•基于同源的DNA或RNA序列进行比对和分析,判断生物体之间的遗传关系。
•常用的方法包括PCR、测序技术、DNA指纹等。
•这种方法灵敏度高,精确度较高,适用于现代分子生物学研究。
方法四:蛋白质组学研究•基于生物体的蛋白质组成进行分析和比较,来鉴定同种同源关系。
•利用蛋白质电泳、质谱技术等方法,比对蛋白质的组成和结构。
•蛋白质组的差异可以反映生物体的遗传关系和进化历程。
•这种方法在分子生物学领域得到广泛应用。
结论同种同源的鉴定是生物学研究中的重要任务,可以通过多种方法来完成。
形态学特征比较、细胞学研究、分子生物学技术和蛋白质组学研究等方法各有优缺点,可以互补使用,提高鉴定的准确性和可靠性。
未来随着科技的发展,更多先进的方法将不断涌现,丰富同种同源鉴定的研究手段。
同种同源的鉴定(续)方法五:DNA条形码•DNA条形码是一种基于特定的基因片段进行鉴定的方法。
•选择具有高度变异性的基因区域,如线粒体COI基因和叶绿体rbcL基因等,进行序列分析。
•将不同物种的DNA序列进行比对和比较,以确定它们之间的同源性。
临床微生物检测的基因同源性分析方法
临床微生物检测的基因同源性分析方法临床微生物检测的基因同源性分析医院感染的流行病学研究是临床微生物学工作者的重要课题,在医院感染监测的研究中,一个很重要的问题就是如何确定感染途径和传播途径,以采取有效预防和控制措施,从而防止医院感染或者暴发流行,因此对微生物鉴定和菌株同源性分析提出了更高的要求。
目前,传统的细菌鉴定和同源性分析技术已不能很好地满足医院感染诊断和流行病学调查的需要,从型、亚型、株,甚至分子水平上去认识细菌变得愈来愈重要了。
近年来分子生物学的理论和技术在细菌感染诊断中的渗透和广泛应用,使得细菌鉴定、耐药基因的检测、分子流行病学调查变得更加准确、简洁和快速。
细菌DNA 同源性分析技术如脉冲场凝胶电泳、聚合酶链反应、DNA 探针杂交以及序列分析等方法是目前在分子水平上分析细菌的主要手段,它在鉴定细菌感染的爆发、确定院内交叉感染、感染病原菌之间的基因同源性等方面有着重要的作用,本文将对常用基因同源性分析方法的机理和过程做简要综述。
一、质粒分型(Plasmid profile assay):1、原理:质粒是可移动的染色体外元件,可以自发丢失或者被宿主稳定地获得,因此流行病学上相关的分离菌株有可能表现出不同的质粒图谱。
把质粒提取出来,进行常规的琼脂糖电泳分析,就可以知道分离菌株携带质粒的大小和数目。
2、实验过程:a.质粒抽提;b.0.8%琼脂糖电泳;c.EB染色、凝胶成像。
3、实验方法的评价: 优势:a.步骤比较简单,对实验仪器要求不高。
b.在评价那些从局限的时间和地点(如一个医院中的急性爆发)分离出来的菌株非常有效。
缺点:a.实验结果的重复性不好。
b.分辨力不高。
二、染色体DNA的限制性内切核酸酶分析(Restriction Endonuclease Assay REA)1、原理:限制性内切核酸酶(REA)在特异的核酸识别序列切割DNA,DNA被消化后,所得到的限制性片段的数目和大小是由酶的识别位点和DNA的组成共同决定的。
耐甲氧西林表皮葡萄球菌及耐药性检测和同源性分析
耐甲氧西林表皮葡萄球菌及耐药性检测和同源性分析目的:了解我院MRSE的检出率及耐药的特点,并对MRSE菌株的同源性进行研究。
为临床合理用药和耐药菌的防治提供参考依据。
方法:采用头孢西丁纸片扩散法及mecA基因PCR法检测出MRSE菌株,并对两种检测方法加以比较。
结果:128株临床分离表皮葡萄球菌中,用头孢西丁纸片法及PCR法对MRSE 检出率分别为79.69%(102/128)和85.16%(109/128),两种方法对MRSE 检出率差异无统计学意义。
以PCR法检出mecA基因作为判断MRSE的金标准,头孢西丁纸片法灵敏度为88.07%、特异度为68.42%、符合率为88.16%。
MRSE对多种抗菌药物耐药显著;除对B-内酰胺类明显耐药外,对红霉素和克林霉素的耐药率均高达98.17%,结果显示部分MRSE菌株间谱型相同。
结论:头孢西丁纸片法是筛选和确认MRSE菌株的一种可靠、简便的方法。
MRSE为多重耐药菌株,耐药形势严峻,部分菌株间存在克隆传播现象,临床必须加强细菌耐药性监测。
标签:耐甲氧西林表皮葡萄球菌;耐药性;抗菌药物1资料与方法1.1标本来源128株表皮葡萄球菌均来自我院2005年1月~2007年12月间住院患者的各类送检标本,主要来源于痰(44.53%)、分泌物(15.62%)、血液(10.93%)、创伤口(7.81%)等。
1.2方法1.2.1头孢西丁纸片法检测MRSE参照2005年CLSI的标准进行。
秤量19g M-H琼脂溶解于500ml双蒸水中,高压灭菌后,M-H琼脂冷却至50-60℃左右,倾注25ml制备药敏平皿。
将培养好的细菌液体,稀释到0.5个麦氏浊度,用棉棒蘸取原菌液均匀涂布在药敏平皿上,然后贴上30ug头孢西丁纸片,在35℃下培养24小时观察结果。
头孢西丁纸片法的判定标准为:抑菌环直径=24 mm判定为MRSE。
1.2.2mecA基因的检测根据美国临床及实验室标准协会(CLSI)标准,通过PCR方法检测出耐甲氧西林的表皮葡萄球菌(MRSE)。
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌耐药性分析及基因同源性检测
A b s t r a c t
Ob j e c t i v e
T o i n v e s t i g a t e t h e r e s i s t a n c e a n d g e n e h o mo l o g y o f MRS A i s o l a t e d f r o m h o s p i t a l
p e r f o r me d b y K— B me t h o d , me c A g e n e wa s d e t e c t e d b y P CR. T h e g e n e h o mo l o g y wa s a n a l y z e d b y P u l s e d F i e l d
s t r a i ns we r e f o u nd r e s i s t a n t t o v a nc o my c i n .t e i c o pl a n i n a nd l i n e z o l i d . 2 1 s ra t i ns O f M RS A a l 1 c a r r i e d me c A g e ne . a n d t h e g e n e h o mo l o g y o f t he m wa s po o r .Co nc l us i o n Ⅳ【 RSA i s o l a t e d f r o m t h e ir f s t a f f i l i me d h os pi t a l o f Anh u i me d i c a l
Ge l El e c t r o p h o r e s i s ( P F GE 1 . Re s u l t s T h e r e s i s t a n t r a t e o f 2 1 s t r a i n s o f M RS A t o c l i n d a my c i n , e r y t h r o my c i n a n d
16srRNA序列同源性分析与细菌系统分类鉴定(论文资料)
004 16s rRNA 序列同源性分析与细菌系统分类鉴定中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所 (北京 100050)焦振泉 刘秀梅综述 孟昭赫审校 摘要 本文介绍了16s rRNA 序列测定及同源性分析的方法,并阐述了其在细菌系统分类鉴定中的重要作用。
关键词 16s rRNA 序列同源性分析 细菌 分类鉴定 近10多年来,随着分子生物学理论和技术的迅速发展,特别是作为生物技术里程碑的聚合酶链反应(PCR )技术的出现及核酸测序技术的不断完善,产生了许多新的分类方法,如:质粒图谱、限制性片段长度多态性分析、脉冲场凝胶电泳、PCR 指纹图、r DNA 指纹图、16s rRNA 序列分析等。
它们主要是对细菌染色体进行直接的DNA 分析或对染色体外的DNA 片段进行分析,从遗传进化的角度去认识细菌,从分子水平进行分类与鉴定,使细菌的分类越来越科学和精确,特别是16s rRNA 序列分析方法的出现使细菌进化可以通过试验研究来证实。
这是细菌分类史上的一次革命,必将使人们对生物进化及其与其它生物学科关系的认识更加深入。
1 16s rRNA 的结构与性质16s rRNA 为原核生物核糖体中一种核糖体RNA 。
目前,在细菌的系统分类学研究中最有用的和最常用的分子钟是rRNA ,其种类少,含量大(约占细菌RNA 含量的80%),分子大小适中,存在于所有的生物中,特别是其进化具有良好的时钟性质,在结构与功能上具有高度的保守性,素有“细菌化石”之称。
rRNA 在大多数原核生物中都具有多个拷贝[1],5s 、16s 和23s rRNA 的拷贝数相同[2],16s rRNA 由于大小适中,约115kb 左右,既能体现不同菌属之间的差异,又能利用测序技术来较容易地得到其序列,故被细菌学家及分类学家所接受[3]。
所以,“细菌系统学研究特设委员会”建议依据系统发育关系分类。
通过对其序列的分析,可以判定不同菌属、菌种间遗传关系的远近。
耐碳青霉烯类大肠埃希菌耐药基因及同源性分析
㊃论著㊃D O I:10.3969/j.i s s n.1672-9455.2023.15.015耐碳青霉烯类大肠埃希菌耐药基因及同源性分析*宋瑞雅,闫小利,陈清清,林玉玲ә福建医科大学附属泉州第一医院检验科,福建泉州362000)摘要:目的分析某院分离的耐碳青霉烯类大肠埃希菌(C R E C O)的耐药基因及同源性,为临床治疗及感控提供参考㊂方法收集福建医科大学附属泉州第一医院2017-2021年分离的C R E C O36株,对成功复苏的15株C R E C O进行耐药基因及同源性分析;用P C R扩增碳青霉烯酶(C P A s)基因(b l a K P C㊁b l a I M P㊁b l a N D M㊁b l a V I M㊁b l a O X A-48);多位点序列分型(M L S T)用于检测其基因序列(S T型)㊂结果(1)36株C R E C O标本类型主要为尿液(55.56%)㊂(2)C R E C O对哌拉西林㊁左氧氟沙星等8种抗菌药物耐药率达100.0%,对庆大霉素㊁氯霉素等7种抗菌药物耐药率>50.0%,对阿米卡星㊁多黏菌素耐药率分别为19.4%㊁2.8%,尚未发现对替加环素耐药㊂(3)通过P C R扩增15株复苏菌株的耐药基因,共获得14株阳性:2株b l a K P C-1,11株b l a N D M-5,1株b l a N D M-1;1株阴性㊂(4)M L S T将11株携带b l a N D M-5的C R E C O的S T型分为S T156㊁S T117㊁S T2177㊁S T744㊁S T405和S T10C p l x(复合群)㊂结论 C R E C O呈多重耐药状态,对碳青霉烯类耐药与携带耐药基因b l a N D M-5密切相关,携带b l a N D M-5的C R E C O以S T10C p l x流行为主㊂关键词:大肠埃希菌;碳青霉烯酶;耐药基因;多位点序列分型中图法分类号:R446.5文献标志码:A文章编号:1672-9455(2023)15-2206-04A n a l y s i s o n r e s i s t a n c e g e n e s a n d h o m o l o g y o f c a r b a p e n e m r e s i s t a n t E s c h e r i c h i a c o l i*S O N G R u i y a,Y A N X i a o l i,C H E N Q i n g q i n g,L I N Y u l i n gәD e p a r t m e n t o f L a b o r a t o r y M e d i c i n e,Q u a n z h o u F r i s t H o s p i t a l A f f i l i a t e d t oF u j i a n M e d i c a l U n i v e r s i t y,Q u a n z h o u,F u j i a n362000,C h i n aA b s t r a c t:O b j e c t i v e T o a n a l y z e t h e d r u g r e s i s t a n c e g e n e s a n d h o m o l o g y o f c a r b a p e n e m-r e s i s t a n t E s c h e-r i c h i a c o l i(C R E C O)i n a h o s p i t a l t o p r o v i d e r e f e r e n c e f o r c l i n i c a l t r e a t m e n t a n d s u s c e p t i b i l i t y c o n t r o l.M e t h o d s C l i n i c a l d a t a o f C R E C O i s o l a t e d f r o m2017-2021i n Q u a n z h o u F r i s t H o s p i t a l A f f i l i a t e d t o F u j i a n M e d i c a l U n i v e r s i t y w e r e c o l l e c t e d,a n d t h e r e s i s t a n c e g e n e s a n d h o m o l o g y o f15s u c c e s s f u l l y c o v e r e d s t r a i n s o f C R E C O w e r e a n a l y z e d;c a r b a p e n e m a s e(C P A s)g e n e s(b l a K P C,b l a I M P,b l a N D M,b l a V I M,b l a O X A-48)w e r e a m p l i f i e d b y P C R; m u l t i l o c u s s e q u e n c e t y p i n g(M L S T)w a s u s e d t o d e t e c t t h e i r g e n e s e q u e n c e s(S T t y p e).R e s u l t s(1)36C R E-C O s p e c i m e n t y p e w a s m a i n l y u r i n e(55.56%).(2)T h e r e s i s t a n c e r a t e o f C R E C O r e a c h e d100.0%f o r8a n-t i b i o t i c s s u c h a s p i p e r a c i l l i n a n d l e v o f l o x a c i n,>50%f o r7a n t i b a c t e r i a l d r u g s s u c h a s g e n t a m i c i n a n d c h l o r a m-p h e n i c o l,19.4%a n d2.8%f o r a m i k a c i n a n d p o l y m y x i n,r e s p e c t i v e l y,a n d n o t y m e t r a c y c l i n e r e s i s t a n c e w a s f o u n d y e t.(3)D r u g r e s i s t a n c e g e n e s i n15r e c o v e r e d s t r a i n s w e r e a m p l i f i e d b y P C R,a n d14p o s i t i v e s t r a i n s w e r e o b t a i n e d:2s t r a i n s o f b l a K P C-1,11s t r a i n s o f b l a N D M-5,1s t r a i n o f b l a N D M-1;t h e r e s t1s t r a i n w a s n e g a t i v e.(4) M L S T c l a s s i f i e d t h e S T t y p e s o f t h e11s t r a i n s o f C R E C O c a r r y i n g b l a N D M-5i n t o S T156,S T117,S T2177, S T744,S T405a n d S T10C p l x(c o m p l e x g r o u p).C o n c l u s i o n C R E C O s h o w s m u l t i-d r u g r e s i s t a n c e s t a t u s,a n d r e s i s t a n c e t o c a r b a p e n e m s i s c l o s e l y r e l a t e d t o c a r r y i n g t h e r e s i s t a n c e g e n e b l a N D M-5,a n d c a r r y i n g b l a N D M-5o f C R E C O i s p r e d o m i n a n t l y p r e v a l e n t i n S T10C p l x.K e y w o r d s:E s c h e r i c h i a c o l i; C a r b a p e n e m a s e;d r u g r e s i s t a n c e g e n e; m u l t i l o c u s s e q u e n c e t y p e大肠埃希菌为最常见的肠道杆菌,是医院及社区获得性感染的主要病原菌之一,大肠埃希菌感染可引起严重疾病,包括肺炎㊁脑膜炎㊁败血症等[1]㊂由于抗生素的广泛使用,碳青霉烯类耐药肠杆菌(C R E)不断增加,C R E造成的感染增加了临床的治疗难度,病死率较高,达30.0%~80.0%[2-3]㊂大肠埃希菌在C R E 中占比排名第二,仅次于肺炎克雷伯菌[4-5]㊂因此,本研究对耐碳青霉烯类大肠埃希菌(C R E C O)菌株的临床资料㊁耐药表型及耐药基因的S T型进行监测分析,从而为临床合理用药及感染防控提供依据㊂㊃6022㊃检验医学与临床2023年8月第20卷第15期 L a b M e d C l i n,A u g u s t2023,V o l.20,N o.15*基金项目:福建省泉州市科技局计划项目(2018Z052)㊂作者简介:宋瑞雅,女,主管技师,主要从事临床微生物耐药机制研究方向的研究㊂ә通信作者,E-m a i l:779115620@q q.c o m㊂Copyright©博看网. All Rights Reserved.1材料与方法1.1菌株来源收集2017-2021年福建医科大学附属泉州第一医院临床分离的大肠埃希菌,剔除同一患者检出的重复菌株㊂共获得6609株大肠埃希菌,其中C R E C O36株,对成功复苏的15株C R E C O进行耐药基因及同源性分析㊂1.2主要试剂和仪器 MH琼脂平板㊁血琼脂平板(广州市迪景微生物科技有限公司);MA L D I-T O F微生物质谱仪(布鲁克公司);P h o e n i x100全自动细菌鉴定仪及药敏系统(美国B D公司);D Y Y-6C型电泳仪(北京六一仪器厂);凝胶成像仪(美国B i o-R a d公司);基因扩增仪(杭州博日科技有限公司);美罗培南㊁亚胺培南等药物敏感纸片(奥克欧德有限公司); P C R试剂盒(厦门万和信生物科技有限公司);引物(上海生工生物工程有限公司)㊂1.3方法1.3.1细菌鉴定及药敏试验采用常规细菌培养方法对临床标本进行细菌培养,采用P h o e n i x100全自动细菌鉴定仪及药敏系统对37ħ培养24h的单个菌落进行鉴定及药敏试验,采用质谱仪及K i r b y-B a u e r (K-B)法进行药敏复核,结果判断遵循美国临床实验室标准化协会(C L S I)2021年版本标准㊂1.3.2耐药基因检测利用煮沸法提取菌株的D N A,P C R扩增碳青霉烯酶(C A P s)基因,引物参照文献[6],见表1㊂C A P s反应体系(50μL):P r e m i x T a q25μL,模板5μL,正㊁反向引物各2μL,双蒸馏水16μL㊂反应参数:94ħ预变性5m i n;94ħ变性50 s,退火温度50~55ħ30s,72ħ延伸30s,共35个循环;最后72ħ延伸5m i n㊂经1.2%琼脂糖凝胶电泳观察菌株是否携带待检的碳青霉烯耐药基因㊂电泳阳性的扩增产物送上海生工生物工程有限公司测序㊂测序结果经B l a s t比对分析,确定基因类型㊂表1 C P A s基因及其引物基因引物序列(5'-3')产物大小(b p)b l a K P C F:C G T C T A G T T C T G C T G T C T T GR:C T T G T C A T C C T T G T T A G G C G798b l a I M P F:G G A A T A G A G T G G C T T A A Y T C T CR:G G T T T A A Y A A A A C A A C C A C C232b l a N D M F:G G T T T G G C G A T C T G G T T T T CR:C G G A A T G G C T C A T C A C G A T C621b l a V I M F:G A T G G T G T T T G G T C G C A T AR:C G A A T G C G C A G C A C C A G390b l a O X A-48F:G C G T G G T T A A G G A T G A A C A CR:C A T C A A G T T C A A C C C A A C C G4381.3.3多位点序列分型(M L S T)提取菌株的D N A,P C R扩增大肠埃希菌7个管家基因(a d k㊁f u m C㊁i c d㊁p u r A㊁g y r B㊁r e c A㊁m d h),引物设计参考M L S T网站(h t t p://m L s t.u c c.i e/m L s t/d b s/E c o l i)㊂反应体系(50μL):P r e m i x T a q25μL,模板5μL,正㊁反向引物各2μL,双蒸馏水16μL㊂反应参数:94ħ预变性5m i n;94ħ变性60s,退火温度50~55ħ30 s,72ħ延伸50s,共30个循环;最后72ħ延伸5 m i n㊂扩增产物送上海生工生物工程有限公司测序㊂测序后的结果经过P u b M l s t数据库比对确定其S T型㊂1.4统计学处理采用WHO N E T5.6统计软件进行数据分析㊂计数资料以例数或百分率表示㊂2结果2.1菌株来源及分布患者年龄主要分布在50~60岁及80岁以上,菌株来自17个科室,主要来源于泌尿外科(16.67%,6/36)和老年病科泌尿外科(13.89%,5/36),其余来自儿科(5.56%,2/36)㊁感染病科(8.33%,3/36)㊁胃肠外科(8.33%,3/36)㊁消化内科(5.56%,2/36)㊁血液内科(2.78%,1/36)㊁重症医学科(8.33%,3/36)等㊂尿液标本分离的C R E C O 占55.56%(20/36);其次为静脉全血(8.33%,3/36)㊁脓液(11.11%,4/36)和痰液(8.33%,3/36)等㊂2.2 C R E C O药敏情况 C R E C O对8种抗菌药物的耐药率达100.0%,对7种抗菌药物耐药率>50.0%,对阿米卡星的耐药率<20.0%,对多黏菌素耐药率低(2.8%);对替加环素的敏感率高㊂见表2㊂表2 C R E C O对抗菌药物耐药率[n=36,n(%)]抗菌药物敏感中介耐药哌拉西林0(0.0)0(0.0)36(100.0)哌拉西林/他唑巴坦0(0.0)0(0.0)36(100.0)头孢噻肟0(0.0)0(0.0)36(100.0)头孢他啶1(2.8)0(0.0)35(97.2)头孢哌酮/舒巴坦0(0.0)0(0.0)36(100.0)亚胺培南0(0.0)0(0.0)36(100.0)美罗培南0(0.0)0(0.0)36(100.0)㊃7022㊃检验医学与临床2023年8月第20卷第15期 L a b M e d C l i n,A u g u s t2023,V o l.20,N o.15Copyright©博看网. All Rights Reserved.续表2 C R E C O对抗菌药物耐药率[n=36,n(%)]抗菌药物敏感中介耐药环丙沙星0(0.0)0(0.0)36(100.0)左氧氟沙星0(0.0)0(0.0)36(100.0)阿莫西林/克拉维酸0(0.0)1(2.8)35(97.2)四环素7(19.4)0(0.0)29(80.5)复方磺胺甲噁唑7(19.4)0(0.0)29(80.5)多黏菌素0(0.0)35(97.2)1(2.8)氨曲南13(36.1)0(0.0)23(63.9)庆大霉素14(38.9)1(2.8)21(58.3)阿米卡星29(80.6)0(0.0)7(19.4)氯霉素11(30.6)2(5.5)23(63.9)替加环素35(97.2)1(2.8)0(0.0)2.3 C R E C O耐药基因分析通过P C R扩增15株复苏菌株的耐药基因,共得获得14株阳性,有12株携带b l a N D M[80%(12/14)],其中11株携带b l a N D M-5,1株携带b l a N D M-1;2株携带b l a K P C[13.33%(2/15)];1株阴性㊂其余耐药基因(b l a I M P㊁b l a V I M㊁b l a O X A-48)均未检出㊂2.4M L S T分型结果同源性分析11株携带b l a N D M-5基因的C R E C O,结果显示大部分属于不同克隆型,S T型有S T156㊁S T117㊁S T2177㊁S T744㊁S T405和S T10C p l x(复合群),其中3株大肠埃希菌的S T型完全一致,属于S T10C p l x㊂见表3㊂表3 C R E C O管家基因和S T分型分析大肠埃希菌菌株编号a d k f u m C i c d p u r A g y r B r e c A m d h S T型292211813992738S T10C p l x 395329168324411S T156 49224543324125S T117 59221188425S T2177 692211813428S T10C p l x 79531188428S T10C p l x 8953118813528S T744 99531188428S T10C p l x 127923725529734S T405 13922118134738S T10C p l x 159531188428S T10C p l x3讨论本研究中C R E C O检出率为0.54%(36/6609),与中国细菌耐药监测网(h t t p://w w w.c h i n e t s.c o m /D a t a/A n t i b i o t i c D r u g F a s t)报道的2021年全国C R E C O平均检出率1.6%及福建地区1.1%基本一致;大肠埃希菌分离率居首位占18.96%,虽然C R E-C O检出率较低,但由于临床中大肠埃希菌检出基数大及C R E C O治疗难度大,临床医生需继续做好C R E C O的耐药监测㊂本研究中C R E C O呈现多重耐药状态:对头孢菌素类㊁喹诺酮类耐药率>95.0%;对多数抗菌药物耐药率>50.0%;对阿米卡星耐药率为19.4%,高于文献报道的大肠埃希菌对阿米卡星的耐药率(2.2%)[7];对多黏菌素耐药率低,尚未见替加环素耐药情况㊂目前,多黏菌素及替加环素被认为是对C R E 感染临床常选择的治疗药物[8-9]㊂多黏菌素由于肾毒性和神经毒性较大应用较有限㊂刘周等[10]报道对多黏菌素B非耐药的C R E C O有9.1%菌株携带m c r-9基因,而携带m c r-9菌株均表现为多黏菌素的诱导耐药,临床工作中应注意这一特殊表型㊂而近年来对替加环素耐药的C R E C O也常见报道[11]㊂刘宇阳等[12]报道C R E C O对替加环素异质性耐药率达37.5%㊂可见C R E C O感染的治疗现状不容乐观,因此应对其耐药机制进一步研究,以遏制其耐药的传播㊂现有研究认为C R E C O的耐药机制主要有4种,其中以产碳青霉烯酶为主要耐药机制[13]㊂b l a N D M和b l a O X A-48被认为是碳青霉烯类耐药肠杆菌中产生金属-β-内酰胺酶和碳青霉烯酶的最常见原因[14]㊂产新德里金属β-内酰胺酶(N D M-1)是大肠埃希菌对碳青霉烯类药物耐药的主要机制之一,N D M-5是N D M-1的变体之一[15]㊂有研究表明,与N D M-1相比,N D M-5对碳青霉烯类抗菌药物具有更强的水解作用,耐药性更强[16]㊂本研究检测了15株C R E C O碳青霉烯酶编码基因,阳性率为93.33%(14/15),以b l a N D M-5检出为主,与文献报道我国C R E C O b l a N D M-5检出率最高相一致[17-18],可见国内C R E C O以产b l a N D M-5为流行株㊂1株试验阴性的原因可能是其他耐药机制引起,如膜孔蛋白缺失㊁外排泵等,有待进一步研究㊂利用M L S T进行菌株的同源性分析,为进一步证实菌株的克隆型㊁区分菌株提供了重要依据㊂有研究报道,携带b l a N D M-5的C R E C O的S T型以S T410㊁S T167㊁S T361㊁S T405等流行为主[19-20]㊂本地区则以㊃8022㊃检验医学与临床2023年8月第20卷第15期 L a b M e d C l i n,A u g u s t2023,V o l.20,N o.15Copyright©博看网. All Rights Reserved.S T10C p l x流行为主,S T型分布在不同地区有所差异㊂本研究中携带b l a N D M-5的C R E C O虽有3株S T 型完全一致,但其入院时间未重叠㊁所在科室不同,属于散发病例㊂目前,国内外尚未见N D M-5菌株引起暴发的相关报道㊂余艳等[21]报道,绝大多数b l a N D M 基因可位于20种不同类型的质粒上,可传递到其他细菌或整合到染色体,而引起b l a N D M基因快速而广泛地传播㊂目前已有多个国家报道新型冠状病毒感染大流行期间C R E C O检出率明显增加[22-23],因此应进一步加强对C R E C O的监测以防造成C R E C O扩散而增加治疗难度㊂参考文献[1]S O R A V M,M E R O N I G,MA R T I N O P A,e t a l.E x t r a i n-t e s t i n a l p a t h o g e n i c e s c h e r i c h i a c o l i:v i r u l e n c e f a c t o r s a n da n t ib i o t ic r e s i s t a n c e[J].P a t h o g e n s,2021,10(11):1355.[2]胡付品,郭燕,朱德妹,等.2019年C H I N E T三级医院细菌耐药监测[J].中国感染与化疗杂志,2020,20(3):233-243.[3]B O R E R A,S A I D E L-O D E S L,R I E S E N B E R G K,e t a l.A t t r i b u t a b l e m o r t a l i t y r a t e f o r c a r b a p e n e m-r e s i s t a n tK l e b s i e l l a p n e u m o n i a e b a c t e r e m i a[J].I n f e c t C o n t r o lH o s p i t a l E p i d e m i o l,2009,30(10):972-976.[4]T AMMA P D,G O O D MA N K E,HA R R I S A D,e t a l.C o m p a r i n g t h e o u t c o m e s o f p a t i e n t s w i t h c a r b a p e n e m a s e-p r o d u c i n g a n d n o n-c a r b a p e n e m a s e-p r o d u c i n g c a r b a p e n e m-r e s i s t a n t E n t e r o b a c t e r i a c e a e b a c t e r e m i a[J].C l i n I n f e c tD i s,2017,64(3):257-264.[5]刘红栓,蔡阳平,张庆,等.I C U耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌的流行病学特点及耐药性分析[J].检验医学与临床, 2021,18(4):536-538.[6]P O I R E L L,WA L S H T R,C U V I L L I E R V,e t a l.M u l t i-p l e x P C R f o r d e t e c t i o n o f a c q u i r e d c a r b a p e n e m a s e g e n e s [J].D i a g n M i c r o b i o l I n f e c t D i s,2011,70(1):119-123.[7]胡付品,郭燕,朱德妹,等.2021年C H I N E T中国细菌耐药监测[J].中国感染与化疗杂志,2022,22(5):521-530.[8]S H E U C C,C HA N G Y T,L I N S Y,e t a l.I n f e c t i o n sc a u s ed b y c a r b a pe n e m-r e s i s t a n t E n t e r o b a c t e r i a c e a e:a nu p d a t e o n t h e r a p e u t i c o p t i o n s[J].F r o n t M i c r o b i o l,2019, 10:80.[9]邱野.三种抗感染方案在碳青霉烯类抗生素耐药肺炎克雷伯杆菌血流感染患者中的应用效果[J].医学理论与实践,2021,34(20):3624-3625.[10]刘周,杭修兵,储雯雯,等.耐碳青霉烯类大肠埃希菌临床分布㊁耐药特征及携带m c r基因分析[J].现代检验医学杂志,2022,37(5):1-5.[11]肖晓,杭修兵,王梦,等.耐碳青霉烯类肠杆菌目细菌耐药性㊁临床感染特征及m c r基因分析[J].中国感染控制杂志,2023,22(1):31-37.[12]刘宇阳,蓝锴,熊蕊,等.耐碳青霉烯类大肠埃希菌对替加环素异质性耐药的机制[J].分子诊断与治疗杂志,2021, 13(2):178-182.[13]孙艳,多丽波.耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌耐药机制及实验室检测研究进展[J].国际检验医学杂志,2020,41(16):2011-2016.[14]MA T I N F Z,R E Z A T O F I G H I S E,A R D A K A N I M R,e ta l.V i r u l e n c e c h a r a c t e r i z a t i o n a n d c l o n a l a n a l y s i s o f u r o-p a t h o g e n i c E s c h e r i c h i a c o l i m e t a l l o-b e t a-l a c t a m a s e-p r o d u-c i n g i s o l a t e s[J].A n n C l i n M i c r o b i o l A n t i m i c r o b,2021,20(1):50.[15]陈韩,郑周,陈思思,等.血流感染产碳青霉烯酶大肠埃希菌的耐药基因及同源性研究[J].中华医院感染学杂志, 2019,29(7):971-975.[16]Q AMA R M U,L O P E S B S,HA S S A N B,e t a l.T h e p r e s-e n t d a n g e r of N e w D e l h i m e t a l l o-β-l a c t a m a s e:a t h r e a t t op u b l i c h e a l t h[J].F u t u r e M i c r o b i o l,2021,15(1):1759-1778.[17]L I F T,Y E K,L I X,e t a l.G e n e t i c c h a r a c t e r i z a t i o n o f C a r-b a p e n e m-R e s i s t a n t E sc h e r i c h i a c o l i f r o m C h i n a,2015-2017[J].B M C M i c r o b i o l,2021,21(1):248. 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临床血流感染沙门菌的分型及同源性与耐药性分析
临床血流感染沙门菌的分型及同源性与耐药性分析周俊英;田宏攀【摘要】目的探讨临床血液感染沙门菌血清分型、基因同源性及耐药质粒和细菌耐药性的关系.方法收集武汉大学中南医院2015~2017年临床血流感染分离的10株沙门菌.采用法国梅里埃Vitek 2 Compact全自动鉴定药敏检测系统进行鉴定和药敏实验,按国家标准对沙门菌进行血清学分型,用肠杆菌科基因间重复序列的聚合酶链反应(ERIC-PCR)对其进行基因分型,采用Cluster 3.0软件对PCR扩增产物进行聚类分析.结果 10株沙门菌分为3种血清群,A群1株,B群3株,D群6株,D 群是优势血清群,约占60.0%;10株沙门菌中2,3,4,5和8号菌株含有质粒,不含质粒的是1,6,7,9和10号菌株;10株沙门菌对氨苄西林耐药率为80.0%,左氧氟沙星中介率80.0%,对三、四代头孢及碳青霉烯类100.0%敏感,对复方磺胺类敏感率为80.0%;4号和10号菌株、8号和9号菌株的同源性超过80.0%,1号和2号,5号和6号菌株的同源性大于70.0%.结论沙门菌存在耐药质粒,质粒的多少表明耐药程度的高低;沙门菌对氨苄西林及氨苄西林/舒巴坦耐药率较高,对头孢他啶敏感率高,因此治疗血流感染时可选用三、四代头孢或亚胺培南,采用降阶梯治疗.【期刊名称】《现代检验医学杂志》【年(卷),期】2019(034)001【总页数】3页(P83-84,88)【关键词】沙门菌;血清分型;基因分型;耐药性;肠杆菌科基因间重复序列的聚合酶链反应;同源性分析【作者】周俊英;田宏攀【作者单位】武汉大学中南医院检验科,武汉 430071;武汉大学中南医院检验科,武汉 430071【正文语种】中文【中图分类】R446.5沙门菌是引发食源性疾病的主要病原菌之一[1],沙门菌感染主要通过被沙门菌污染的肉类、蛋类、乳制品等而引起发病,沙门菌经口传播,早期进入血流,感染后多表现为败血症。
鲍曼不动杆菌30株基因同源性分析
条带为 9条 , 泳带位 置完全 相 同的菌株 判为 同一基 因型 , 结果
如下 : 河北 医科大学第 二医 院 1 ,2株 为同一基 因型 ; 5株 1 沧洲
市中心医院 9株 , 为同一个基 因型 ; 7株 河北医科大学第三医院 6株 , 型别 各不相同。对从 3家 医院 IU分离 的 3 C O株菌进行 同
为 3 . % 、 6 7 , F / B 耐 药 率 为 4 % , E 耐 药 率 为 33 4。% CPS 0 LV 3 . % ,Z 6 7 T P耐药率 4 . % , K C Z耐药率分别为 8 . %和 3 3 A N、A 00
8 . % 。 见 表 1 34 。
表1 3 0株 鲍曼 不 动 杆 菌 耐 有 分 析 株( ) %
1~l 8号鲍曼不动杆菌 同源性测定琼脂糖电泳图
加 入 灭 菌 蒸 馏 水 5 1中 , 5 1 mn 冰 浴 5 i , 0 9 。C 0 i, m n 1 0 m n离心 5m n 取上清液备用 。 200r i / i, 15 E I-C 同源性 分析 . R CP R P R检测 基 因引 物序 列 A G C A—
2 结 果
鲍曼不动杆 菌 广泛存 在 于人 体皮 肤 、 吸道 和 泌尿 生殖 呼
道 , 引起 医院内感染 的常见机会致 病菌。 目前世 界上已有多 是
个 国家 和 地 区 报 道 多 重 耐 药 鲍 曼 不 动 杆 菌 医 院 感 染 爆 发 流
对扩增 阳性株 P R产物进 行测 序 ( C 上海生 工 ) 和
实验 室 标 准 委 员 会 ( L I 标 准 判 断 结 果。大 肠 埃 希 菌 C S) A C 2 92 铜 绿 假 单 胞 菌 A C 2 83 和 肺 炎 克 雷 伯 T C52 、 T C75 A C 70 0作 为质控 菌。 T C06
微生物基因组的测序和分析
微生物基因组的测序和分析随着科技的不断发展,人们对微生物的认识也逐渐加深。
微生物是指那些看不见肉眼的生物体,包括细菌、病毒、真菌等。
在人类的身体中,有大量的微生物存在,这些微生物对人类的健康和疾病都有着重要的影响。
在过去,我们对微生物的认识很少,甚至只停留在用肉眼观察、培养等简单的方法上。
但是现在,随着基因测序技术的不断发展,我们可以更加深入地研究微生物的基因组,从而深入了解微生物的形态、结构、功能等方面。
基因组测序是一项重要的工作,它可以帮助我们了解微生物的遗传信息,为微生物的分类、鉴定、应用等方面的研究提供基础。
一、微生物基因组测序技术微生物基因组测序技术主要包括两种:基于Sanger测序方法的传统测序技术和基于高通量测序技术的新型测序技术。
目前,基于高通量测序技术的微生物基因组测序已经成为研究微生物基因组的主流方式。
高通量测序技术包括Illumina测序技术、Roche/454测序技术、Ion Torrent测序技术等。
这些测序技术的主要区别在于其测序平台、测序原理、数据读取方式等方面。
以Illumina测序技术为例,它的测序原理是通过在DNA链中加入化学试剂,使得DNA链在复制时发生随机的断裂,形成短小的DNA片段。
然后,这些DNA片段被捕获、连成DNA文库,并通过测序仪读取出来。
最后,将这些片段通过计算机软件进行拼接和组装,形成完整的基因组序列。
二、微生物基因组分析得到微生物基因组序列后,需要进行基因组分析才能充分利用其有限的信息。
微生物基因组分析主要包括以下几个方面。
1. 基因注释基因注释是基因组分析的首要任务。
基因注释的主要目的是将序列中的每个基因与其预测的功能进行配对。
基因注释可以根据不同的策略和算法进行,一般包括基因识别、基因定位、基因结构预测、基因物种归属等步骤。
2. 基因本体注释基因本体注释是对基因的功能进行系统性描述和分类的过程。
基因本体指的是一套对基因和其功能进行描述和分析的术语集合。
临床微生物检测的基因同源性分析范文
临床微生物检测的基因同源性分析医院感染的流行病学研究是临床微生物学工作者的重要课题,在医院感染监测的研究中,一个很重要的问题就是如何确定感染途径和传播途径,以采取有效预防和控制措施,从而防止医院感染或者暴发流行,因此对微生物鉴定和菌株同源性分析提出了更高的要求。
目前,传统的细菌鉴定和同源性分析技术已不能很好地满足医院感染诊断和流行病学调查的需要,从型、亚型、株,甚至分子水平上去认识细菌变得愈来愈重要了。
近年来分子生物学的理论和技术在细菌感染诊断中的渗透和广泛应用,使得细菌鉴定、耐药基因的检测、分子流行病学调查变得更加准确、简洁和快速。
细菌DNA 同源性分析技术如脉冲场凝胶电泳、聚合酶链反应、DNA 探针杂交以及序列分析等方法是目前在分子水平上分析细菌的主要手段,它在鉴定细菌感染的爆发、确定院内交叉感染、感染病原菌之间的基因同源性等方面有着重要的作用,本文将对常用基因同源性分析方法的机理和过程做简要综述。
一、质粒分型(Plasmid profile assay):1、原理:质粒是可移动的染色体外元件,可以自发丢失或者被宿主稳定地获得,因此流行病学上相关的分离菌株有可能表现出不同的质粒图谱。
把质粒提取出来,进行常规的琼脂糖电泳分析,就可以知道分离菌株携带质粒的大小和数目。
2、实验过程:a.质粒抽提;b.0.8%琼脂糖电泳;c.EB染色、凝胶成像。
3、实验方法的评价:优势:a.步骤比较简单,对实验仪器要求不高。
b.在评价那些从局限的时间和地点(如一个医院中的急性爆发)分离出来的菌株非常有效。
缺点:a.实验结果的重复性不好。
b.分辨力不高。
二、染色体DNA的限制性内切核酸酶分析(Restriction Endonuclease Assay REA)1、原理:限制性内切核酸酶(REA)在特异的核酸识别序列切割DNA,DNA被消化后,所得到的限制性片段的数目和大小是由酶的识别位点和DNA的组成共同决定的。
在传统的限制性内切核酸酶分析中,人们用含有相对多的限制性位点的内切核酸酶消化细菌的DNA,这样就会得到成百上千条长度在0.5-50Kb范围内的DNA片段。
嗜麦芽窄食单胞菌基因同源性分析_吴锦
◇临床医学◇嗜麦芽窄食单胞菌基因同源性分析吴锦1,胡立芬1,2,沈为华2,朱玉林2,刘艳艳2,李家斌2(1.安徽医科大学第一附属医院中心实验室;2.安徽医科大学细菌耐药研究所,安徽合肥230022)摘要:目的了解2005—2010年安徽省临床分离的嗜麦芽窄食单胞菌并通过基因同源性分型,推测菌株地流行性趋势,为控制医院感染的发生提供科学的理论依据。
方法收集安徽省细菌耐药监控网中的34家不同级别医院2005—2010年(每年9月1日—30日)临床分离的嗜麦芽窄食单胞菌188株,采用全自动微生物分析仪对标本进行重新鉴定。
提取全基因组DNA ,应用随机引物PCR 方法对菌株进行基因分型分析菌株克隆流行传播情况。
结果对188株基因分型,发现2005、2007及2009年的菌株均表现不同的基因亚型;2006年678和702号、2008年的824和826号、2010年的186和18号菌株分别是同一基因亚型,追踪临床资料发现它们均来自于同一医院同一科室,说明可能存在同一克隆株在院内传播的情况。
结论同一克隆株的嗜麦芽窄食单胞菌在同一医院同科室的出现,提示该菌有造成医院感染流行的隐患,因此临床医生在控制基础疾病抗感染的同时,应该高度警惕此菌的存在,及时采取措施,减少该菌的临床感染及流行。
关键词:嗜麦芽窄食单胞菌;基因同源性;聚合酶链反应Detection of β-lactamase and quinolone resistance gene inStenotrophomonas maltophiliaWU Jing 1,HU Li-fen 1,2,SHEN Wei-hua 2,et al(1.The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University ;2.Institute of Bacterial Resistancein Anhui Medical University ,Hefei ,Anhui 230022,China )Abstract :ObjectiveTo investigate the epidemiology by genotyping among isolates ,in order to provide a scientific basis for the controlof nosocomial infection.MethodsIn this study ,during the month of September from 2005to 2010,188clinical S.maltophilia isolateswere collected from 34different graded hospitals which were the members of Anhui Center for Surveillance of Bacterial Resistance.The i-solates were identified by using the Microscan Walkaway-40System.Total DNA of the 102clinical isolates from 2005to 2008collection was extracted by suspending several overnight colonies in 0.5mL of double-distilled water and heating the mixture at 100ħfor 10min.The epidemic spread of S.maltophilia isolates was detected by random primer PCR method for genotyping.ResultsBy genotyping of the188isolates ,we found that all the isolates in 2005,2007and 2009showed different geneotypes ,but isolate 678and 702in 2006,isolate 824and 826in 2008,isolate 186and 187in 2010shared the same geneotypes respectively.After tracking clinical data we found that they were from the same department in the same hospital respectively.Our results revealed that cross-colonization might be possible among the patients who are followed up at the same center.ConclusionsThe occurrence of the same geneotype isolates in the same departmentsuggests that the bacteria have the risk of causing nosocomial infection epidemic.Therefore ,clinicians should be aware of the bacteria in control underlying debilitating diseases of patients ,and take measures to reduce the infection of the bacteria.Key words :Stenotrophomonas maltophilia ;geneotype ;PCR 基金项目:国家自然科学基金(No 81101313;No 81172737)通信作者:李家斌,男,教授,博士生导师,研究方向:临床细菌耐药机制,E-mail :lijiabin948@vip.sohu.com 嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas Maltophilia ,SMA )属于非发酵菌,随着各种抗菌药物在临床中的广泛使用及辅助医疗设备对人体有创治疗的进展,该菌的感染率不断上升,已成为医院感染的重要病原菌之一,主要导致身体衰弱患者和免疫受损患者的院内感染,它的临床致病性越来越受到重视。
同源性分析标准操作规程(最全)
同源性分析标准操作规程一、同源性分析的应用包括感染暴发的判断,感染病原菌的确定及感染源的寻找。
二、基本方法1.细菌的表型特征分型技术(如血清型、耐药表型等)。
2.基因分型技术(如.PFGE、Rep—PCR、AFLP等)。
三、操作步骤(一)表型分型(血清型、耐药表型)1.标本孵育:从患者感染部位采集标本,并接种于相应培养基(培养瓶)中孵育。
2.分离菌种:分离病原菌(细菌或真菌),并鉴定细菌(真菌)种类。
3.血清分型:如可能则对同种细菌进行血清分型,如军团菌等。
4.药敏试验:根据细菌(真菌)种类选择药敏卡(纸片),进行药敏试验。
5.结果分析:分析血清型和药敏谱,如结果相同或药敏相差不大则提示有同源性。
(二)基因分型(PFGE)1.菌栓制备:将细菌悬液与2%低熔点琼脂糖凝胶混合,制备菌栓。
2.细菌消化:分别用含溶菌酶和(或)蛋白酶K的裂解液对菌栓进行消化。
3.洗涤菌栓:可用无菌水反复清洗或PMSF中和多余的蛋白酶K。
4.酶切:按照各种不同限制性内切酶的说明进行酶切。
5.制胶:用PF(讵电泳凝胶模具制备:PF(逼级琼脂糖凝胶。
6.电泳:根据不同细菌酶切片段的大小选择适当的脉冲参数,进行电泳。
7.凝胶成像:胶块染色后在凝胶成像仪下成像。
8.结果分析:根据Tenover等制定的标准对凝胶图像进行分析,判断菌株之间的同源性。
四、注意事项1.不同的分型方法,在分型能力、重复性、分辨能力、操作和成本等方面都不尽相同,可根据情况进行选择。
2.表型分型方法的分辨能力普遍比基因分型方法低,但简便、快速,适用于对感染暴发的初筛。
3.基因分型方法需要特殊实验器材,操作较繁琐且耗时,但为感染暴发同源性分析的“金标准”。
检验科要创作条件,开展该项业务。
微生物研究中基因测序分析方法论
微生物研究中基因测序分析方法论微生物研究中基因测序分析方法的发展为研究人员提供了极大的便利和机会。
通过基因测序分析,可以更深入地理解微生物的遗传信息、群体结构、演化关系和功能潜力。
在本文中,我们将探讨微生物研究中常用的基因测序分析方法与技术,以期为研究人员提供详尽准确的参考。
1. 全基因组测序(Whole Genome Sequencing, WGS)全基因组测序是一种用于测序微生物整个基因组的方法。
通过这种方法,研究人员可以获取微生物基因组的完整序列信息,包括编码蛋白质的基因、非编码RNA、重要调控元件等。
全基因组测序为了解微生物的全貌和定量比较不同菌株的基因组提供了重要数据。
2. 转录组测序(Transcriptome Sequencing)转录组测序是一种用来研究微生物中转录活动的方法。
通过转录组测序,可以得到微生物在不同生长条件下不同基因的转录水平,从而揭示微生物基因表达的动态变化。
这对于研究微生物的代谢调控机制、适应环境变化的能力以及基因的功能等方面具有重要意义。
3. 16S rRNA测序(16S rRNA Sequencing)16S rRNA测序是一种用来分析微生物群落结构的常用方法。
通过对微生物样本中16S rRNA基因的测序,可以对微生物群落中不同微生物的成分和相对丰度进行检测和比较。
这种方法广泛应用于环境微生物学,可以揭示微生物在不同环境中的多样性、群落结构与功能的关系等。
4. 元转录组测序(Metatranscriptome Sequencing)元转录组测序是一种对微生物群落中的转录活动进行分析的方法。
与转录组测序相比,元转录组测序更加高级和复杂。
通过元转录组测序,研究人员可以获得微生物群落中不同物种的转录工作量,从而研究微生物群落的功能潜力、相互作用以及环境响应等。
5. 比较基因组学分析(Comparative Genomics)比较基因组学分析是一种用来比较不同微生物基因组之间的差异和共同性的方法。
生物信息学中的同源性搜索与分析
生物信息学中的同源性搜索与分析生物信息学是一门复杂而又重要的学科,涉及到许多领域,其中之一就是同源性搜索与分析。
同源性是指两个或多个生物序列(DNA、RNA、蛋白质序列等)之间具有相同的祖先,其中表现为相同或相似的序列段。
同源性搜索与分析是指利用计算机技术从海量的生物序列数据库中寻找具有相同或相似序列的生物分子,对其进一步分析和研究,从而揭示生物分子之间的结构、功能和进化关系。
本文将从同源性的概念、同源性搜索与分析的方法、应用和前景等方面阐述生物信息学的重要作用和发展趋势。
一、同源性的概念同源性是生物学中的一个基本概念,主要用于描述不同生物分子之间的相似性。
同源性可以是两个或多个蛋白质序列的部分或全部相同,也可以是两个或多个DNA或RNA序列的部分或全部相同。
一般来说,同源性的相似性越高,意味着两个生物分子之间的功能和结构越相似。
同源性的发现可以为生物分子的功能研究提供重要线索,而同源性分析则可以用于构建生物分子之间的进化树,揭示它们之间的起源和演化路径。
二、同源性搜索与分析的方法同源性搜索与分析是生物信息学中的一种常见研究方法,它需要运用计算机技术从数据库中寻找具有相同或相似序列的生物分子,并对其进行比对和分析。
历经多年的发展,同源性搜索与分析的方法和工具已经非常成熟,常用的算法包括Smith-Waterman算法、Needleman-Wunsch算法、BLAST算法、HMM算法等。
其中,BLAST算法是最经典也是应用最广泛的同源性搜索和比对算法之一。
BLAST算法采用序列比对的思想,通过预先构建一台索引数据库,在查询序列和数据库中比对相似序列时减少比对的计算量。
BLAST算法将查询序列和索引库中的序列比对,并计算分值和E值,从而判断它们之间的相似性。
BLAST算法的速度非常快,可对多个数据库进行比对和查询,可以进行基于蛋白质序列、核酸序列等多种序列比对,而且还可以采用多序列比对的方式对多个序列进行对比和分析。
基因组同源性
基因组同源性基因组同源性是一个比较整体的生物学术语,它指的是相似性和差异性在不同生物体的基因组之间。
比较基因组是一种分析和研究生物的方法,可以帮助研究人员了解一个物种的遗传背景、群体分布、进化史等。
在进化史方面,比较基因组可以帮助研究人员揭示基因组的历史进化,从而推断不同物种的亲缘关系,并确定不同物种的起源和进化路径。
基于基因组比较研究,科学家们不仅可以更好地理解物种的演变过程,而且还可以推断物种之间的关系。
基因组同源性的定义基因组同源性指的是两个不同物种的基因组之间的相似性和差异性的程度。
通常,只有非常近亲的物种才会有高度的基因组同源性。
比如,猴子和人类之间的同源性显然会比猴子和猫之间的同源性要高得多。
因此,基因组同源性也被称为“进化距离”或“谱系距离”,它反映生物体之间的进化距离。
基因组同源性的测定确定两个物种之间基因组同源性的方法有多种,其中比较常用的有基因序列比较法和染色体比较法。
基因序列比较法是基于比较基因的DNA序列来确定两个物种的同源性的方法,其原理是检测两个序列之间的不同,并对序列之间的差异进行量化。
根据比较的结果,可以得出两个物种之间的同源性水平和定义基因组同源性。
染色体比较法是基于染色体结构来分析两个物种的同源性的方法,其比较的重点是比较染色体的外形、顺序、数目、颜色等特征。
染色体比较可以帮助研究人员揭示基因组特征的演变趋势,并发现有利于演化的结构变化。
基因组同源性的应用基因组同源性的应用非常广泛,可以用于多种生物学和生态学研究。
一方面,基因组同源性可以帮助研究人员推断物种的起源和进化路径,从而研究物种的演化进程。
另一方面,基因组同源性还可以用于研究物种的分布和群体结构,帮助科学家确定地理种群的分布规律,以及共生关系、小群体分裂等进化因素。
此外,基因组同源性还可以用于动物繁殖方面的研究,从而确定最佳的繁殖策略。
结论基因组同源性是一个比较整体的生物学术语,它指的是相似性和差异性在不同生物体的基因组之间。
微生物基因组数据挖掘与分析
微生物基因组数据挖掘与分析概述微生物是一类微小生物体,存在于各种环境中,并对地球上的生态系统起到重要的影响。
微生物的基因组数据挖掘与分析是对这些微生物体的基因组信息进行研究和分析的过程。
通过挖掘和分析微生物基因组数据,我们可以了解微生物的遗传信息及其功能,在研究微生物生长、代谢、进化以及对环境的响应等方面具有重要意义。
第一章微生物基因组数据1.1 微生物基因组测序微生物基因组测序是指对微生物体的基因组进行测序,以获取其完整的基因组序列信息。
传统的测序方法包括Sanger测序技术,而现代的测序技术则包括Illumina测序、Ion Torrent测序和PacBio 测序等。
这些技术可以高效地获得微生物基因组的序列数据,为后续的分析提供了基础。
1.2 微生物基因组组装由于微生物基因组具有相对较小的大小,基因组组装相对较为容易。
基因组组装是指将测序得到的短序列片段按照其相应的位置和关系进行拼接,以获得完整的基因组序列。
目前常用的基因组组装器有SOAPdenovo、Velvet和SPAdes等。
这些工具基于不同的算法和策略,能够处理不同类型的测序数据,提高基因组组装的准确性和效率。
第二章微生物基因组数据挖掘2.1 基因预测基因预测是指通过对微生物基因组序列进行相应的计算和分析,推断其中的基因位置和编码的蛋白质序列。
常用的基因预测工具包括GeneMark、Glimmer和Prodigal等。
这些工具利用不同的算法和模型,通过分析基因的起始和终止密码子、编码潜在蛋白质的特征等信息,预测微生物基因组中的潜在基因。
2.2 基因功能注释基因功能注释是对预测得到的基因进行功能分析和注释的过程。
通过与已知的基因、蛋白质数据库进行比对和相似性搜索,可以获得基因的功能信息。
常用的基因功能注释工具有BLAST、InterProScan和GO Term Finder等。
这些工具可以对基因进行蛋白质结构域预测、基因家族分类以及功能注释等。
耐万古霉素肠球菌的基因型和同源性分析
耐万古霉素肠球菌的基因型和同源性分析郭大敏;黄汉;廖康;郭鹏豪;陈怡丽【摘要】Objective To understand the genotypes and homology of vancomycin‐resistant enterococcus (VRE) isolated from the First Affiliated Hospital of Sun Yat‐sen University to provide the laboratory basis for clinical treat ‐ment ,prevention and control of VRE infection in thisarea .Methods The clinically isolated VRE strains were collect‐ed .Furthermore ,the minimal inhibitory concentrations (MIC) of vancomycin ,teicoplanin and linezolid were deter‐mined by the E‐test ;the vancomycin‐resistant genes were identified by the multiple‐PCR ,and the homology of VRE strains by the pulsed field gel electrophoresis (PFGE) .Results All 8 VRE strains ,identified as enterococcus faeci‐um ,were isolated from abdominal drainage fluid ,which were highly resistant to vancomycin (MIC ≥ 256 mg /L) ,me‐diate or resistant to teicoplanin ,and sensitive to linezolid ,tigecycline and tetracycline .The vancomycin‐resistant geno‐types were determined to be VanA‐type ;which were divided into the clone A and B by the PFGE classification ,in which 7 strains were the clone A and 1 strain was the clone B .Conclusion The 8 VRE strains carry the Van gene and are multidrug‐resistant ,has a small range prevalence in our hospital ,but is not the prevalence of single clone .%目的:了解中山大学附属第一医院临床分离的耐万古霉素肠球菌(VRE)的基因型和同源性,为本地区 VRE 的感染治疗和预防控制提依据。
同种同源的鉴定方法
同种同源的鉴定方法1.形态学鉴定法:形态学鉴定法是最常用的同种同源鉴定方法之一、通过观察和比较物种的形态特征,如外部形态、内部结构和解剖形态,来确定是否属于同一种。
这种方法适用于对于较大的、可见的形态特征进行鉴定。
2.细胞学鉴定法:细胞学鉴定法是通过观察和比较细胞的形态和结构,来确定物种是否属于同一种。
其中最常用的是核型分析,通过染色体的数量、形状和大小等特征,来判断是否属于同一种。
细胞学鉴定法对于微生物、植物和动物等多种物种具有普遍适用性。
3.分子生物学鉴定法:分子生物学鉴定法是同种同源鉴定中较为准确的方法。
通过比较物种的基因组DNA序列或蛋白质序列来判断是否属于同一种。
包括PCR技术、DNA测序、比较基因组学和系统发育分析等方法,可以提供更为直接的证据来判断物种的同源性。
4.生理生化鉴定法:生理生化鉴定法是通过比较物种的生理特性和生化反应来判断是否属于同一种。
包括生长特性、营养要求、代谢途径、生物合成反应和酶的活性等方面的检测和比较。
这种方法对于微生物、植物和动物等多种物种具有一定的可比性和应用性。
5.生态学鉴定法:生态学鉴定法是通过研究物种的生境特征、种群结构、生态位和生活习性等方面的差异,来判断是否属于同一种。
这种方法适用于自然界中存在多个物种有较小差异的情况,通过观察和采集包括个体、种群和群落等的数据,进行统计和分析,判断物种的同源性。
综上所述,同种同源的鉴定方法包括形态学鉴定法、细胞学鉴定法、分子生物学鉴定法、生理生化鉴定法和生态学鉴定法等。
每种方法都有其适用的范围和优缺点,在进行鉴定时应结合具体情况综合运用,以确保鉴定结果的准确性。
同源性比较的原理及应用
同源性比较的原理及应用同源性比较的原理及应用同源性比较是一种通过比较两个或多个序列或结构的相似性和差异性来研究它们的进化关系和功能的方法。
它可以在不同层次上进行比较,包括基因组、转录组、蛋白质序列及其结构等。
同源性比较可以帮助我们理解生物体在进化过程中的关系,揭示生物功能、蛋白质结构及基因组演化等方面的信息。
下面将对同源性比较的原理及应用进行详细阐述。
同源性比较的基本原理是基于生物体在进化过程中的基因家族扩增和重组,以及保留了相似功能和结构的基因或序列片段。
生物体的基因家族通常由一个始祖基因扩增形成,这些基因通过突变和选择的力量进行进化,形成了不同个体之间的差异。
然而,有些特定的序列片段可能在进化过程中得到保留,因为它们具有非常重要的生物功能。
通过比较不同个体的序列或结构,我们可以找到这些保留的片段,并进一步研究它们的功能及进化关系。
同源性比较在生物学研究中有广泛的应用。
首先,同源性比较可以用于基因识别和注释。
通过比较已知蛋白质序列和新测定的序列,我们可以找到同源性序列并给予功能注释。
这对于基因组学、转录组学和蛋白质组学研究都是非常重要的。
其次,同源性比较可以用于预测蛋白质结构。
通过比较序列和已知蛋白质结构的数据库,我们可以预测新的序列的结构,进而推断其可能的功能。
这对于药物设计和蛋白质工程有很大的应用潜力。
此外,同源性比较还可以用于研究基因组进化和物种间的关系。
通过比较不同物种的基因组,我们可以揭示它们之间的演化关系,并研究特定基因家族的扩增和保守机制。
最后,同源性比较还可以用于研究基因调控网络的进化和功能。
通过比较不同物种的转录因子结合位点或调控基因的序列,我们可以揭示基因调控网络的进化关系,并研究基因调控的机制和网络。
为了进行同源性比较,需要使用一些特定的工具和算法。
最常用的工具是比对算法,如BLAST、Smith-Waterman算法等。
这些算法可以对两个或多个序列进行比较,并找到最佳的匹配。
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临床微生物检测的基因同源性分析医院感染的流行病学研究是临床微生物学工作者的重要课题,在医院感染监测的研究中,一个很重要的问题就是如何确定感染途径和传播途径,以采取有效预防和控制措施,从而防止医院感染或者暴发流行,因此对微生物鉴定和菌株同源性分析提出了更高的要求。
目前,传统的细菌鉴定和同源性分析技术已不能很好地满足医院感染诊断和流行病学调查的需要,从型、亚型、株,甚至分子水平上去认识细菌变得愈来愈重要了。
近年来分子生物学的理论和技术在细菌感染诊断中的渗透和广泛应用,使得细菌鉴定、耐药基因的检测、分子流行病学调查变得更加准确、简洁和快速。
细菌DNA同源性分析技术如脉冲场凝胶电泳、聚合酶链反应、DNA探针杂交以及序列分析等方法是目前在分子水平上分析细菌的主要手段,它在鉴定细菌感染的爆发、确定院内交叉感染、感染病原菌之间的基因同源性等方面有着重要的作用,本文将对常用基因同源性分析方法的机理和过程做简要综述。
一、质粒分型(Plasmid profile assay):1、原理:质粒是可移动的染色体外元件,可以自发丢失或者被宿主稳定地获得,因此流行病学上相关的分离菌株有可能表现出不同的质粒图谱。
把质粒提取出来,进行常规的琼脂糖电泳分析,就可以知道分离菌株携带质粒的大小和数目。
2、实验过程:a.质粒抽提;b.0.8%琼脂糖电泳;c.EB染色、凝胶成像。
3、实验方法的评价:a.步骤比较简单,对实验仪器要求不高。
b.在评价那些从局限的时间和地点(如一个医院中的急性爆发)分离出来的菌株非常有效。
缺点:a.实验结果的重复性不好。
b.分辨力不高。
二、染色体DNA的限制性内切核酸酶分析(Restriction Endonuclease Assay REA)1、原理:限制性内切核酸酶(REA)在特异的核酸识别序列切割DNA,DNA被消化后,所得到的限制性片段的数目和大小是由酶的识别位点和DNA的组成共同决定的。
在传统的限制性内切核酸酶分析中,人们用含有相对多的限制性位点的内切核酸酶消化细菌的DNA,这样就会得到成百上千条长度在0.5-50Kb范围内的DNA片段。
恒定的电场琼脂糖电泳,可以根据分子质量的大小将这些DNA片段分开,然后通过EB染色并在紫外灯下观察其图谱。
同一种的不同分离菌株的DNA序列的变异可造成限制性位点数目和分布的变化,所以可以导致其REA图谱出现差异。
2、实验流程:a.染色体DNA抽提;b.限制性内切酶消化DNA(主要是Hind III);c.0.7%琼脂糖电泳;d.EB染色、凝胶成像。
3、实验方法的评价:a.实验流程简单。
b.所有的菌株都可以这个方法来分型。
缺点:a.REA图谱包括成百上千条带,一些条带可能不能检测到,一些条带可能会重叠。
b.REA图谱分析复杂。
c.分辨力不高。
三、染色体DNA的脉冲场凝胶电泳(Pulsed-Field Gel Eelectrophoresis PFGE)1、原理:用识别位点相对多的酶进行REA的一个重要的局限性,是分析那些大量的、重叠的、分辨力较差的限制性酶切片段构成的图谱相当困难。
如果用限制性位点相对少的酶消化细菌的基因组,那么就可以得到数量相当少但更大的限制性片段,这样在电泳中,穿过琼脂糖的电场作周期性的改变,就可以产生一个有5-20条清晰的分辨较好的图谱。
2、实验流程:a.染色体DNA抽提;b.限制性内切酶消化DNA(主要是XbaI);c.凝胶电泳(脉冲场;d.EB染色、凝胶成像;e.软件分析。
3、实验方法的评价:优势:a.PFGE方法的分辨力和可重复性都很高,b.PFGE方法是肠球菌,肠杆菌和葡萄球菌基因分型的金标准。
缺点:a.必须使所有的酶和缓冲液都能浸透凝胶块,准备合适的DNA样品需要延长培育时间。
近来也有报道葡萄球菌和肠球菌可以用相当短的时间来进行PFGE分析。
b.需要昂贵的专业设备。
四、核糖体分型(Ribotyping)1、原理:核糖体操纵子包括编码16SrRNA和25SrRNA以及一种或多种RNA的核苷酸序列。
核糖体序列高度保守,针对大肠杆菌rRNA制备的探针,或者是克隆的核糖体操纵子,可与许多细菌的染色体核糖体操纵子杂交,细菌的基因组中通常有多个核糖体基因,分别存在于不同长度的酶切片段中,因此核糖体分型可以得到类似指纹的结果,因此是可以分型的。
2、实验流程:a.碱性磷酸酶脱去E.coli rRNA末端磷酸;b.[γ-32P]ATP末端标记上述E.coli rRNA;c.抽提DNA,限制性内切酶消化DNA(主要是Hind III);d.凝胶电泳、转膜;e.用标好的rRNA探针进行souther印记、放射性自显影。
3、实验方法的评价:优势:a.核糖体序列高度保守,用大肠杆菌rRNA制备的探针能对所有的细菌进行分型。
缺点:a.分辨力中等。
b.流行病学上无关的菌株,有可能有相同的核糖体型图谱。
c.需要用到放射性同位素,成本很高。
d.实验步骤繁琐。
五、限制性内切核酸酶片段长度多态性(Restriction Fragment Length Polymorphism RFLP)的核酸杂交分析1、原理:DNA在限制性内切酶酶切后形成的特定DNA片段的大小。
因此凡是可以引起酶切位点变异的突变如点突变(新产生和去除酶切位点)和一段DNA的重新组织(如插入和缺失造成酶切位点间的长度发生变化)等均可导致RFLP的产生。
2、实验流程:a.裂解细菌,抽提基因组DNA、pvuII酶消化;b.凝胶电泳、转膜;c.过氧化物酶标记过的IS110探针杂交、X-ray胶片显影;d.软件分析。
3、实验方法的评价:优势:a.能对所有携带与探针同源基因的菌株进行分型。
b.实验的重复性很高。
缺点:a.样品用量大、纯度要求高。
b.探针设计的难度大。
c.RFLP分析技术步骤繁琐,工作量大,成本较高。
六、随机扩增多态性DNA(Random Amplified Polymorphic DNA RAPD-PCR)1、原理:由于整个基因组存在众多反向重复序列,单一引物与反向重复序列结合。
使重复序列之间的区域得以扩增。
引物结合位点DNA序列的改变以及两扩增位点之间DNA碱基的缺失、插入或置换均可导致扩增片段数目和长度的差异,经聚丙烯酰胺或琼脂糖凝胶电泳分离后通过EB染色以检测DNA片段的多态性。
2、实验流程:a.抽提DNA; b.合成引物,c1.普通PCR,d1.琼脂糖电泳,e1.凝胶成像;c2.PCR with[α-35S]dATP,d2.尿素多聚丙烯酰胺凝胶电泳,e2.干胶X-ray显影。
3、实验方法的评价:优势:a.分辨力高。
缺点:a.可重复性差。
b.图谱很难解释。
c.实验步骤繁琐,过程中需要用到同位素。
七、扩增片段长度多态性(Amplified Fragment Length Polymorphism AFLP-PCR)1、原理:由于不同物种的基因组DNA大小不同,基因组DNA经限制性内切酶酶切后,产生分子量大小不同的限制性片段。
使用特定的双链接头与酶切DNA片段连接作为扩增反应的模板,用含有选择性碱基的引物对模板DNA进行扩增,选择性碱基的种类、数目和顺序决定了扩增片段的特殊性,只有那些限制性位点侧翼的核苷酸与引物的选择性碱基相匹配的限制性片段才可被扩增。
扩增产物经放射性同位素标记、聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,然后根据凝胶上DNA指纹的有无来检出多态性。
2、实验流程:a.裂解细菌,抽提基因组DNA;b.限制性内切酶消化;c.PCR扩增;d.毛细管电泳;e.用ABI-310Genetic Analyzer分析电泳结果。
3、实验方法的评价:优势:a.分辨力高。
缺点:a.引物需要同位素标记。
b.对样品DNA质量要求严格。
c.实验中需要用到毛细管电泳,一般实验室不具备此仪器。
八、重复片段PCR(repetitive extragenic palindromic rep-PCR)1、原理:rep-PCR所使用的引物是以短的基因外重复序列为基础的。
肠杆菌科成员、一些革兰氏阳性菌和真菌中,都有这些序列,一般说来,这种序列在细菌染色体上有许多位点。
当两个序列的距离足够近时,那么位点之间的DNA片段将被有效的复制。
因为重复序列的数目和位点变化很大,所以不同菌株扩增产生重复片段的大小和数目也就相应的不同。
2、实验流程:a.抽提基因组DNA; b.合成rep引物、PCR;c.1.5%琼脂糖电泳;d.软件分析结果。
3、实验方法的评价:优势:a.有较好的重复性。
b.实验步骤比较简单。
缺点:a.中等的分辨力。
b.该方法的结果分析是基于Dendron software(Solltech,Inc.,Oakdale,Calif.)软件分析,一般实验室很少有此软件。
九、核苷酸序列分析(Nucleotide sequence determination)1、原理:在细菌界中,核糖体的某些学列高度保守,人们可以设计几乎从任何细菌都可以扩增到核糖体序列的引物。
通过测定扩增产物以及分析核糖体操纵子相对变化的区域,就可以确定感染性微生物的类型。
2、实验流程:a.细菌基因组DNA抽提;b.PCR扩增;c.PCR产物测序;d.。