健康人血液微生物宏基因组和噬菌体组的深度挖掘分析OACSTPCD

目的探索健康人血液中微生物和噬菌体的存在及其可能的相互作用,通过生物信息学深度挖掘探讨血液微生物生态系统的结构和功能。方法收集2012—2018年绵阳市中心血站的1600份献血者血浆标本,通过DNA提取和文库构建,使用Illumina Hiseq 4500平台进行高通量测序后进行生物信息学深度挖掘。采用Bowtie2、Trimmomatic及Kraken等宏基因组分析软件对血液标本中的微生物丰度进行分析;随后进一步使用Megahit、geNomad、CheckV和eggNOG-mapper等软件进行噬菌体组分析,包括序列质控、组装、识别、聚类和功能注释,并通过使用iTOL、BLAST和PhaBOX等软件对发现的血液噬菌体构建系统发育树、物种注释分析以及宿主分析与预测。结果宏基因组测序结果从血浆标本中识别出36个菌门、151个菌目、338个菌科、338个菌属和3757个菌种的微生物。在种的分类水平上,丰度排名前11的菌种分别是炭疽芽孢杆菌(Bacillus cereus)、鼠杆菌属乳杆菌(Lactobacillus murinus)、约翰逊乳杆菌(L.johnsonii)、普劳兹氏梭杆菌(Faecalibacterium prausnitzii)、苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis)、路氏乳杆菌(L.reuteri)、痤疮丙酸杆菌(Cutibacterium acnes)、海迪茨氏菌(Dietzia sp.JS16-p6b)、猪鼻炎支原体(Mycoplasma hyorhinis)、猪肺炎支原体(M.hyopneumoniae)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)。通过噬菌体组分析鉴定了202个噬菌体操作分类单元(vOTU),物种注释揭示了24种噬菌体类型,通过病毒宿主数据库与宿主分析,完成15个潜在的噬菌体宿主的比对,包括嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)、湖红胞菌(Rhodoferax lacus)、海洋拟变形菌(Pseudoalteromonas marina)、Thalassotalea loyana、海藻糖弧菌(Vibrio alginolyticus)、塔斯马尼亚弧菌(V.tasmaniensis)、溶血弧菌(V.vulnificus)、假单胞菌(Pseudomonas sp.)、农杆菌(Agrobacterium sp.ST15.13/040)、鸡肠球菌(Enterococcus gallinarum)、黄杆菌属(Flavobacterium sp.)、嗜油热袍菌(Thermotoga naphthophila)、赤杆菌属RU33C(Chryseobacterium sp.RU33C)、酸鱼乳杆菌(L.acidipiscis)和粘液奈瑟菌(Neisseria mucosa)。结论对健康人血液微生物宏基因组和噬菌体组的挖掘与分析研究,可揭示血液中的微生物和噬菌体的存在,可能对人类健康有深远的影响。