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由利物浦大學(xué)和厄爾漢姆研究所領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)全球科學(xué)家聯(lián)盟標(biāo)志著一個(gè)重要的里程碑，它為低收入和中等收入國(guó)家(LMICs)的科學(xué)家提供了廉價(jià)和可獲得的方法來(lái)對(duì)大量細(xì)菌病原體進(jìn)行測(cè)序——每個(gè)基因組的成本不到10美元。

在全球冠狀病毒基因組監(jiān)測(cè)受到關(guān)注之際，各國(guó)通過(guò)低成本和快速全基因組測(cè)序(WGS)作出貢獻(xiàn)的能力變得越來(lái)越重要。發(fā)表在《Genome Biology》上的方法可以應(yīng)用于大量的細(xì)菌病原體，并將加強(qiáng)全球研究合作，以應(yīng)對(duì)未來(lái)的流行病。

在過(guò)去的十年中，WGS徹底改變了對(duì)微生物流行病的認(rèn)識(shí)。WGS數(shù)據(jù)可用于監(jiān)測(cè)、功能基因組學(xué)和探索病原體進(jìn)化，促使公共衛(wèi)生和研究科學(xué)家采用基于基因組的方法。

然而，數(shù)千種微生物的基因組測(cè)序仍然很昂貴，主要的成本來(lái)自樣本運(yùn)輸和DNA文庫(kù)構(gòu)建，而對(duì)關(guān)鍵病原體基因組序列收集的需求近年來(lái)大幅增長(zhǎng)。到目前為止，大規(guī)模的細(xì)菌基因組項(xiàng)目只能在世界上少數(shù)幾個(gè)測(cè)序中心進(jìn)行。通過(guò)這項(xiàng)研究，科學(xué)家團(tuán)隊(duì)讓世界各地的實(shí)驗(yàn)室都能采用這項(xiàng)技術(shù)。

共同通訊作者、厄勒姆研究所的所長(zhǎng)Neil Hall教授稱：“自從第一個(gè)細(xì)菌基因組被測(cè)序以來(lái)，已經(jīng)過(guò)去26年了，現(xiàn)在可以大規(guī)模地對(duì)細(xì)菌分離株進(jìn)行測(cè)序。然而，中低收入國(guó)家的科學(xué)家仍然受到限制，無(wú)法使用這項(xiàng)突破性的技術(shù)。”

他認(rèn)為，病原體基因組分析領(lǐng)域也需要“大眾化”。因此，他們開發(fā)出一種新策略，讓許多經(jīng)濟(jì)條件有限的研究人員也能對(duì)大量的細(xì)菌分離株進(jìn)行測(cè)序。

這項(xiàng)大規(guī)模的基因組測(cè)序計(jì)劃是由全球性1萬(wàn)個(gè)沙門氏菌基因組研究聯(lián)盟（10KSG）牽頭的。這個(gè)聯(lián)盟包含16個(gè)國(guó)家的科學(xué)家，將重點(diǎn)研究腸道沙門氏菌（Salmonella enterica），這是一種具有全球意義的病原體，可導(dǎo)致感染和致命疾病。

10KSG的目標(biāo)是讓中低收入國(guó)家更容易獲得基因組數(shù)據(jù)，尤其是撒哈拉以南非洲地區(qū)，這里的沙門氏菌致死率特別高。了解大量沙門氏菌的基因組構(gòu)成是當(dāng)務(wù)之急，因此該項(xiàng)目對(duì)來(lái)自非洲和拉丁美洲的10,000個(gè)沙門氏菌基因組進(jìn)行了測(cè)序和分析。

此次開發(fā)的創(chuàng)新WGS方法旨在簡(jiǎn)化細(xì)菌的大規(guī)模采集和基因組測(cè)序。在不到一年的時(shí)間里，研究人員從中低收入國(guó)家中采集了10400多個(gè)臨床和環(huán)境細(xì)菌分離株。

利物浦大學(xué)的研究人員開發(fā)出樣本物流管道，將熱滅活的細(xì)菌分離株在室溫條件下從世界各地運(yùn)往英國(guó)。隨后，厄勒姆研究所采用獨(dú)特的LITE方案對(duì)菌株進(jìn)行了測(cè)序。LITE是一種低成本、低起始量的自動(dòng)化基因組測(cè)序方法。

總的來(lái)說(shuō)，在文庫(kù)構(gòu)建、DNA測(cè)序和生物信息學(xué)分析完成后，每個(gè)細(xì)菌基因組的試劑總成本不到10美元（約合7.50英鎊）。

利物浦大學(xué)的微生物病理學(xué)教授Jay Hinton表示：“在中低收入國(guó)家，公共衛(wèi)生人員面臨的最大挑戰(zhàn)之一是如何獲得最先進(jìn)的技術(shù)。由于物流和經(jīng)濟(jì)方面的原因，這個(gè)細(xì)菌疾病負(fù)擔(dān)最重的地區(qū)卻沒(méi)有從WGS的廣泛應(yīng)用中受益。10,000個(gè)沙門氏菌基因組計(jì)劃就是為了解決這種不平等問(wèn)題。”

利物浦大學(xué)的研究助理Blanca Perez Sepulveda博士負(fù)責(zé)全球樣本采集、優(yōu)化和分析。他補(bǔ)充說(shuō)：“對(duì)中低收入國(guó)家而言，大規(guī)?；蚪M測(cè)序和細(xì)菌病原體分析的采用將是一項(xiàng)巨大的公共衛(wèi)生和監(jiān)測(cè)資產(chǎn)。在本項(xiàng)研究中，我們已經(jīng)建立了一個(gè)高效且相對(duì)便宜的管道，可用于細(xì)菌基因組的全球采集和測(cè)序。”