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我國首個基于全基因組測序技術的食源性疾病分子溯源網絡建成并投入使用

來源:風險監測部  日期:2019年09月19日  人氣指數:49890


食源性疾病是全球范圍內重要的食品安全問題,早期發現和查明病因是防控食源性疾病的重要保證。隨著新一代基因組測序技術的發展,基于全基因組測序(WGS)的分子分型技術在食源性疾病聚集性病例識別和暴發溯源調查中已顯示出極大的應用價值和發展潛力,逐漸成為國際研究熱點,歐美相關國家已相繼開展研究和布局。在國家重點研發計劃“食品安全關鍵技術研發”重點專項的支持下,國家食品安全風險評估中心與中國農業大學和北京中科助騰科技有限公司合作,以國家食源性疾病分子溯源網絡(TraNet)為基礎,首次建成了基于WGS分型技術的新型食源性疾病分子溯源網絡,是我國首個實現國家、省、市三級實際應用的分子溯源網絡。

WGS技術的推廣和使用需要解決龐大基因組數據的傳輸、儲存、快速計算和精準比對,需要成熟易用的生物信息學分析流程和標準化解釋系統。針對上述問題,研究團隊搭建了我國首個全基因組數據計算云引擎,將標準化的WGS數據分析流程轉移到云端,大大降低了WGS數據分析、運算及使用門檻。開發了基于阿里云OSS的WGS三級架構WGS原始測序數據交付中心,實現了原始數據的實時、快速上報及安全傳輸。在此基礎上,建立了基于WGS原始及拼接后數據的全基因組特征基因圖譜識別算法,通過以上兩種分析方式的相互校正,顯著提高了全基因組特征基因分析的準確性,同時建立了分辨力高、重復性好的全基因組多位點序列分型(wgMLST)和核心基因組多位點序列分型(cgMLST)標準化方法,結合流行病學信息,構建了溯源分析知識庫,實現了不同實驗室間WGS數據的快速分析、比對與共享。研究團隊還進一步研究并整合NCBI、CARD、ResFinder、VFDB等公共數據庫中的特征基因數據,開發了常見食源性致病菌毒力因子、耐藥基因、血清分子分型等自動化分析功能模塊,有助于各級實驗室開展食源性微生物遺傳與變異特征、致病和耐藥機制及菌株進化等方面的基礎研究。目前網絡已經在泰國腸炎沙門氏菌暴發病例的跨省溯源、冷凍飲品中單核細胞增生李斯特氏菌的跨省追蹤等事件調查中得到成功應用。網絡的建成和運行,為我國食源性疾病暴發的快速調查和精準溯源提供了技術支撐。


TraNet網絡網絡架構


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