Nature genetics/communications文献——病原基因组

key words: pathogen genetics epidemiology
近几年发的不少，且覆盖方向很广，做疫苗，做机制，做纯分析，动植物病原，还有噬菌体，宏基因组的都有，挑了一部分

ng 1. Atlas of group A streptococcal vaccine candidates compiled using large-scale comparative genomics
（比较基因组做groupA链球菌候选疫苗）
GroupA链球菌（GAS）现在还没有人疫苗，测了全球2083株GAS。由于同源重组和附件基因的可塑性，全球GAS的多样性非常高。22个国家能有290个临床相关的进化群，设计疫苗难度非常大。收集了曾研究过的抗体，逐一分析，从28个抗体中找到15个不仅自然变异度低且覆盖度广的候选抗体。

ng 2. Frequent transmission of the Mycobacterium tuberculosis Beijing lineage and positive selection for the EsxW Beijing variant in Vietnam $\color{#ea4335}{*}$
（北京系结核在越南的传播和EsxW的正选择压力）
胡志明市的1635株结核和其他地区的3144株比较，发现L1系结核的长期潜伏感染，和北京系结核和L4系结核具有更大的burden。北京系结核在多个国家之间频繁转移，并且比L1系传播的更厉害。进化压力分析发现ESX-5 type VII-secreted protein EsxW在北京系中受到的选择更强，可能是导致传播能力强的原因。
方法：2008年12月-2011年7月间2091名越南人入组。入组标准是：18岁以上，HIV阴性，痰涂片阳性肺结核。过滤掉的是：18岁以下，HIV阳性，怀孕的，有抗结核治疗史的。
具体分析方法可以仔细看，还没看。

ng 3. Integrated analysis of population genomics, transcriptomics and virulence provides novel insights into Streptococcus pyogenes pathogenesis $\color{#ea4335}{*}$
（整合群体基因组，转录组和毒力研究化脓性链球菌的致病机制）
测了2101株emm28化脓链球菌，根据系统发育选了492个不同的菌做转录组，又选了50个做毒力评价。用了GWAS，eQTL，机器学习，和isogenic mutant strains整合分析，最终发现了一个单碱基的基因间区的indel，导致了全球表达谱的不同，并导致最终毒力不同。
方法：1991-2016年，26年的北美和欧洲6个国家的2101株GAS都拿来测序，平均测序深度是202×。遗传相关性的分析是基于核心基因上的SNP做的，因此去掉了移动元件，噬菌体，整合共轭元件。主要的GAS群体分布在2个大clade和4个小clade上（贝叶斯聚类）。。。。往下是详细结果。

ng 4. Adaptation of host transmission cycle during Clostridium difficile speciation
（艰难梭菌物种形成过程中宿主传播周期的适应性）
肠艰难梭菌在进化。分析了906株菌，发现核心基因上的选择压力使得他们的菌种在进化，体现在孢子形成和糖代谢上。对新的菌种功能验证，发现他们抗性更强，葡萄糖或果糖存在的时候宿主定殖能力更强。

nc 1. Population dynamics of an Escherichia coli ST131 lineage during recurrent urinary tract infection
（反复尿路感染的大肠杆菌动态变化）
研究了一个1970年尿路感染的老太太，持续五年的大肠杆菌ST131动态变化。发现P1A克隆与尿路感染和粪便定殖有关，P1A还具有多变的质粒，导致频繁治疗后产生耐药和对肠分离物敏感两个特性并存。（啥意思看不懂，总之是基因组分析发现外界压力导致遗传多态性）

nc 2. High-resolution micro-epidemiology of parasite spatial and temporal dynamics in a high malaria transmission setting in Kenya
研究疟疾的空间和时间变化（传播）。主要分析俩基因csp和ama1。2013年4月到2014年7月，收了442个疟疾儿童，442个对应的control，以及两组涉及到的家庭成员。三个原则评价遗传相似性，sharing of parasite haplotypes on binary and proportional scales and the L1 norm。疟疾儿童跟他们家庭成员的基因型最像。并且爆发情况下会出来独特的分子特征。
这里的家庭成员指的是住在一个屋檐下的都算。内容不涉及实验，但有特殊的多样性计算算法。

nc 3. Dissecting the molecular evolution of fluoroquinolone-resistant Shigella sonnei
（志贺的氟喹诺酮耐药分子进化） $\color{#ea4335}{*}$
分析了近400个地方性和非地方性的志贺基因组，目标是研究耐氟喹诺酮的进化。他认为现存的抗性是单个克隆扩张的结果。他们的结果是耐氟喹诺酮是由于后续积累的突变（gyrA-S83L, parC-S80I, and gyrA-D87G）造成了2007年南亚的抗性。这个克隆后续全球传播，才到东南亚和欧洲。研究突变发现这个克隆随着增加氧压的应激适应逐渐固定突变变成优势群。体外实验还发现随着敏感的部分逐渐失去竞争力，志贺的抗性逐渐增强。
方法：早前先用70株发现了单个克隆的扩张导致耐药扩散。这次是收集了全球411个志贺，包括256个现代菌。假设认为南亚是氟喹诺酮抗性的发源地，所以优先选择了起源于南亚的菌株，或者优先选择了ciprofloxacin抗性变弱（中等抗性）的菌株。这种选择方法势必导致南亚志贺的代表菌株过多（确实如此），菌株年底跨了16年（1999-2014）。在这种采样方法下，76%（313/411）的菌株表现出ciprofloxacin抗性（这就定义为FQr），最早的菌株是2008年的。这种采样方法使我们能够精细的重构FQr抗性进化史。

nc 4. A hybrid sub-lineage of Listeria monocytogenes comprising hypervirulent isolates
（李斯特菌高毒分离株的杂种子系，标题不懂怎么翻译）
李斯特菌（Listeria monocytogenes，Lm）是食源性的，是个高度异质的物种，目前就有4个进化完全不同的谱系。取的是来自一次严重的山羊李斯特爆发的菌，是一种李斯特主要谱系HSL-II和血清4h混合的亚谱系。HSL-II菌是高毒力的，有很强的器官定殖能力。新型菌既有Lm毒力岛（LIPI-1）也有截短的LIPI-2的，编码鞘磷脂酶（SmcL）——一个肠道入侵和细菌异位的毒力因子，还含有一点从其他致病菌L. ivanovii来的不连续的染色质片段。HSL-II表现出独特的wall teichoic acid (WTA) 结构，能产生药物抗性，细菌入侵和毒性。这种李斯特菌属泛种毒力基因分离株的发现值得全球注意，研究Lm的超毒力谱系。
方法：NTSN，XYSN和15LG分别来自2011,2012和105年江苏省山羊农场的爆发株。患病的山羊表现为脑膜炎，步态异常，伴有严重的神经系统症状，走路时会向一个方向盘旋。头部倾斜伴随着不协调的运动，无法进食和饮水。在将死阶段，山羊口中流出粘稠的化脓唾液。尸检发现山羊脑中均观察到严重脑膜充血。培养该菌，呈现革兰氏阳性，过氧化氢酶阳性和氧化酶阴性，无法利用D-甘露醇和D-木糖，但发酵了α-甲基Dmannoside。并且，没有从L-鼠李糖（李斯特菌种的特征）产生酸。菌落在血琼脂平板上溶血，马氏红球菌在克里斯蒂-阿特金斯-蒙克-彼得森（CAMP）反应中也呈阳性。用抗血清针进行抗原凝集表明属于血清群4。所有分离株均与抗血清的鞭毛H-A和H-B抗原反应，但不与H-C抗原反应，说明具有不同的血清型，作者将它指定为4h。抗生素抗性表型显示，除对克林霉素具有中等耐药性外，对大多数抗生素敏感。具有上述特征的鼠李糖阴性李斯特分离株（16E）也在2016年从山羊饲养场中分离出来。选择了从疫情和环境中获得的三个独立的代表性分离株XYSN，15LG和16E，做全基因组分析。

nc 5. Genomic epidemiology of syphilis reveals independent emergence of macrolide resistance across multiple circulating lineages $\color{#ea4335}{*}$
（梅毒的基因组流行病学揭示跨越多个循环谱系的大环内酯抗药性是独立出现的）
梅毒是梅毒螺旋体亚种。梅毒的一个谱系SS14正在扩大，出现了一个大的耐阿奇霉素的分支。测了梅毒螺旋体，用进化分析梅毒在人群中的循环。关联耐大环内脂类药物的表现和SS14亚种的基因型，发现了耐药型和敏感型同时传播。
方法：UK样本是伦敦的，临床检测有梅毒的病人。US样本是西雅图的一个研究收的人群，包括21个病人和38个对照。

nc 6. The phylogeography and incidence of multi-drug resistant typhoid fever in sub-Saharan Africa
（非洲撒哈拉以南的耐多药伤寒进化）
测2008-2015年间撒哈拉以南非洲国家的249株伤寒，加上全球的2057株的数据。主要分成三个基因型，4.3.1、3.1.1和2.3.2。前俩分别出现在非洲东部和西部。耐多药型还分布在很多物种。耐多药伤寒主要是在伤寒多发地，尤其是在15岁以下的儿童身上。
样品没啥特殊选择

nc 7. Networks of genetic similarity reveal non-neutral processes shape strain structure in Plasmodium falciparum
（遗传相似性分析揭示非中性进化过程影响恶性疟原虫遗传结构）
理论基础：病原体通过对抗体免疫反应产生交叉保护来竞争宿主。疟疾的var多基因家族编码了PfEMP1蛋白，通过同源重组和突变基因组改变非常大。每个基因组都有50-60个var基因，尚不清楚免疫选择是否是改变遗传结构的主要驱动力。但现有的研究非中性研究算法都需要对比中性研究算法。作者构建了两个中性模型，考虑了疟疾流行病学，但没考虑种间竞争。

nc 8. Horizontal antimicrobial resistance transfer drives epidemics of multiple Shigella species
（耐药基因水平转移驱动了多种志贺的流行） $\color{#ea4335}{*}$
研究了男性×男性造成耐药志贺的流行。基因组流行病学发现单个AMR质粒在志贺氏菌直接频繁水平转移增强了新的流行，这种流行比垂直转移来的更严重，扩散更快。
方法：男性患者，旅行经历不多或者旅行经历患病性极低（总之不会通过其他途径患病），16-60岁。Interviews包括标准问卷调查研究旅行史，和患病确诊前一个月内的性接触。