全基因组测序可以帮助官员处理疾病爆发

据一组研究人员称，全基因组测序技术可能为流行病学家和医护人员提供一种有力的武器，可以跟踪并可能控制严重疾病的爆发。

在一项研究中，研究人员发现，国内和国内来源的志贺氏菌(Songeli)是细菌性食源性疾病的第四大常见原因，它来自相关的一组细菌，称为血统II。专家们最初提出，志贺氏菌的国际和国内菌株可能来自不同的来源，研究人员在最近的微生物基因组学杂志上发表了他们的研究结果。

“我们问的其中一个问题，遗传上，是国内的志贺氏菌与国际上的那些不同，最后，答案是，不，它们并不明显 - 似乎没有基于的任何分层遗传相关性，“宾夕法尼亚州立大学食品科学教授兼网络科学研究所助理爱德华达德利说，该研究所为宾夕法尼亚州立大学的研究人员提供了超级计算资源。

根据达德利的说法，因为志贺氏菌的不同菌株可能需要某些治疗，及时识别正确类型的志贺氏菌可以使公共卫生官员在向公众宣传和提醒医务人员提供最佳治疗方案方面起到关键作用。他还是大肠杆菌参考中心的主任，并与宾夕法尼亚州立大学哈克生命科学研究所有关。在爆发期间比较志贺氏样本还可以使卫生官员能够识别疾病的可能来源，并帮助他们监测其进展并警告可能处于爆发路径的官员。

“在这项研究中，有了这种特殊种类的志贺氏菌，已知有五种不同的谱系，我们在这些生物的基因组中发现了特征，这些特征使我们可以非常迅速地说出这五种分离中的哪一种，”达德利说。“这有助于卫生部门不仅展示他们如何使用全基因组技术进行研究，甚至可以使他们甚至用它来开发新的诊断工具。”

导致严重腹泻和胃部不适的志贺氏菌通常通过粪便。由于公共游泳池和游泳区域的受感染游泳者往往是志贺氏菌爆发的常见原因，因此运行这些设施的较快官员会被警告可能爆发，他们可以更快地采取预防措施并发出警告。

全基因组测序可以确定生物体的完整基因组，包括生物体的染色体DNA和线粒体DNA。根据Dudley的说法，全基因组测序比脉冲场凝胶电泳或PFGE更快，更准确，PFGE是之前仅提供细菌基本遗传指纹的标准测试。

“DNA序列数据要清晰得多 - PFGE更基于模式，而且更具体，”Dudley说。“如果你对细菌的基因组进行测序，那么你现在有550万个数据点。如果食物和病人之间存在完美的匹配，那么两者之间就存在着一种关系是不可能的。”

全基因组分析在一天多一点的时间内提供结果，这比PFGE快得多。随着计算机技术的进步，Dudley预计测序速度会提高，也许会在几个小时内产生结果。

在早期的一项研究中，达德利在宾夕法尼亚州的实验室也使用全基因组分析来研究沙门氏菌，沙门氏菌是食源性疾病的主要原因，每年导致约450人死亡，并且通常与受污染的零售肉类有关。在微生物学杂志上发表的一篇论文中，研究人员表示，从人体采集的沙门氏菌在遗传上与从肉类中采集的类型不同，如火鸡肉，猪排和鸡胸肉。

“通过使用PFGE方法，宾夕法尼亚州卫生部得出结论，人类分离物和肉类分离物是相同的，”达德利说。“但是，我们可以通过使用全基因组测序来显示它们- 不是那么快 - 你实际上可以用这种新方法来区分它们。因此，我们可以加强这一论点，即这些人不会因受污染的肉类生病与那些特殊的菌株。“

研究人员在宾州州立大学使用测序设备。对于志贺氏菌，研究人员对22种分离的细菌样本进行了测序，这些样本也被称为来自国内来源的分离物-11和来自国际来源的11种。两个样品组均对至少三类抗生素具有抗性。

在沙门氏菌研究中，该团队对50种细菌分离物进行了测序。

宾夕法尼亚州立大学以及其他实验室在研究中收集的数据存储在FDA的GenomeTrakr中，这是一个分布式网络，允许研究人员和公共卫生官员进行实时比较和分析，以加速食源性疾病暴发调查并减少食源性疾病和死亡。