基因組分析軟件揭示了超級細(xì)菌出現(xiàn)的新原因

來自ITMO大學(xué)和物理和化學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究人員開發(fā)了一種能夠跟蹤腸道微生物群DNA中抗生素抗性基因擴(kuò)散的算法，并揭示了細(xì)菌物種間抗性基因轉(zhuǎn)移的其他證據(jù)。該方法不僅可以促進(jìn)有效治療方案的發(fā)展，還可以抑制超級細(xì)菌的傳播。研究結(jié)果發(fā)表在Bioinformatics上。近年來，抗生素耐藥性的傳播已成為全球醫(yī)療保健問題。由于在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)中使用過量的抗生素，腸道微生物群在其DNA或宏基因組中積累了抗生素抗性基因。一方面，這些基因有助于正常菌群生存。然而，最近的研究表明，腸道微生物群能夠與病原體共享抗性基因，從而使它們對可用的療法具有抗性。從這個(gè)角度來看，研究抗性基因的傳播尤為重要。

來自ITMO大學(xué)的物理和化學(xué)醫(yī)學(xué)研究中心的同事開發(fā)了一種名為MetaCherchant的算法，可以探索抗藥性基因環(huán)境，并了解它如何根據(jù)細(xì)菌種類而變化。“我們創(chuàng)造了一種工具，使科學(xué)家能夠仔細(xì)研究兩個(gè)或多個(gè)微生物群樣本中基因環(huán)境之間的差異。我們可以分析從不同的人或同一個(gè)人在不同時(shí)間收集的微生物群樣本，例如，之前和抗生素治療后，“ITMO大學(xué)計(jì)算機(jī)技術(shù)系副教授Vladimir Ulyantsev說。“根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)，我們可以建議一種特定的抗性基因如何從一種微生物物種傳播到另一種微生物物種。”

對抗生素抗性基因環(huán)境的研究對于設(shè)計(jì)有效的抗微生物治療方案是主要的。“使用MetaCherchant，我們可以分析微生物群如何促成對特定抗生素類別的抗性傳播。展望未來，有可能預(yù)測病原體最有可能傳播抗性的抗生素。另一方面，我們也可以找到反過來，這將有助于我們調(diào)整和調(diào)整特定療法。這是接下來幾年的問題，“物理和化學(xué)醫(yī)學(xué)中心的第一作者和研究員Evgenii Olekhnovich說。

該算法的潛在應(yīng)用不限于腸道微生物群基因分析，因?yàn)樵摮绦蜻€可用于研究來自土壤，水或污水的基因組樣品。“我們可以評估單個(gè)細(xì)菌群落中的抗性傳播，例如腸道微生物群，以及不同群落之間的傳播。這使我們能夠識別通過環(huán)境傳播的抗生素抗性的全球途徑，”Evgenii Olekhnovich說。“阻力問題很復(fù)雜，需要采用復(fù)雜的方法，我們的工具才能真正發(fā)揮作用。”

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