解析无症状绝经后复发性尿路感染患者尿液细菌基因组，探寻潜在奥秘

《Microbiology Resource Announcements 0.7》：Draft genomes of Klebsiella pneumoniae and Streptococcus anginosus strains found in the urine of the same female patient

来自杜克大学的研究人员分析了两株细菌（K. pneumoniae 5008 - 1 和S. anginosus 5008 - 2）基因组，助力尿路感染研究。

　　在此，报告从一名无症状绝经后妇女的导尿管尿液样本中分离出的肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）5008 - 1 和咽峡炎链球菌（Streptococcus anginosus）5008 - 2 菌株的基因组草图。该妇女被诊断为复发性尿路感染，并正在接受阴道雌激素乳膏治疗。

自早期对人类健康膀胱中微生物的研究以来，对泌尿共生生物及其相互之间、与宿主细胞以及入侵病原体之间相互作用的识别工作一直在持续。在本研究中，分析了从一名 58 岁无症状绝经后复发性尿路感染妇女身上分离出的两株细菌 —— 肺炎克雷伯菌 5008 - 1 和咽峡炎链球菌 5008 - 2。分离细菌时，患者正在使用阴道雌激素乳膏，但未使用预防性抗生素。在患者同意且获得杜克大学医学中心机构审查委员会（IRB，# Pro00083917）批准后，通过无菌导尿获取尿液，并将其接种在羊血琼脂上。观察到两种菌落，经基质辅助激光解吸电离飞行时间（MALDI - TOF）质谱鉴定为肺炎克雷伯菌 5008 - 1 和咽峡炎链球菌 5008 - 2。

分离出的菌株在德氏乳杆菌培养基（De - Man - Rogosa - Sharpe broth）中成功繁殖，并作为甘油冷冻保存液储存。之后，将菌株在胰蛋白胨大豆培养基中培养以获取生物量，使用 Qiagen DNEasy Blood and Tissue 试剂盒提取总 DNA。利用 Illumina DNA Prep 试剂盒制备测序文库，并在 Illumina NextSeq 平台上以 150 bp 双端模式进行测序。使用 TrimGalore Toolkit（v.0.4.4，其利用 Cutadapt v.1.16）对原始双端读数进行接头序列和低质量读数的修剪。使用 FastQC（v.0.11.7）评估原始读数的质量。对修剪后的读数进行三种不同的组装：默认模式下启用 “careful” 选项的 SPAdes（v.3.12.0）；启用 “careful” 选项并设置一系列 k - mer（35、47、59、71、83、95、107、119、127）的 SPAdes；默认模式下的 Unicycler（v.0.4.4）。基于质量和完整性，通过 QUAST（v.4.5）和 BUSCO（v.3.0.2）评估后选择最终的 Unicycler 组装结果，以识别保守的单拷贝直系同源物。为确保无污染，每个组装结果通过命令行 blastn（BLAST +，v.2.7.1）以 megablast 模式与 nt 数据库进行比对。除另有说明外，整个分析过程均使用默认参数。在提交数据库之前，使用自动化原核基因组注释管道 v.3.1 对获得的基因组草图进行注释，忽略长度小于 200 bp 的重叠群。

利用 PlasmidFinder 2.1、Phast、Virulence Finder 2.0、ResFinder 4.0、CRISPRCasFinder 和 Bagel4 对肺炎克雷伯菌和咽峡炎链球菌的基因组草图进行感兴趣标记物的分析，结果如下表所示。

研究人员感谢杜克大学基因组与计算生物学中心的测序和基因组技术核心设施在 Illumina 测序服务方面的支持。本研究部分由 K12 Duke KURe（DK100024）美国国立糖尿病、消化和肾脏疾病研究所（NIDDK）奖以及美国国立卫生研究院（NIH）R01AI168468 分包合同资助。