比較ゲノム解析により、臨床エリザベスキンキア髄膜敗血症における多様な病原性因子と抗菌薬耐性機構を明らかにした

Comparative genomic analyses reveal diverse virulence factors and antimicrobial resistance mechanisms in clinical Elizabethkingia meningoseptica strains.

• Shicheng Chen
• Marty Soehnlen
• Jochen Blom
• Nicolas Terrapon
• Bernard Henrissat
• Edward D Walker

抄録

ヒト臨床分離された3株の細菌（Em1、Em2およびEm3）は，Elizabethkingia meningosepticaと高い平均ヌクレオチド同一性（ANI）を有していた．これらの菌株のゲノムサイズ（3.89、4.04および4.04 Mb）は他のElizabethkingia属の菌種および株と同等であり、2つの菌株はほぼ同一であり、3つ目の菌株は発散しているというオープンな汎ゲノム特性を有していた。これらの菌株は，16種類の抗生物質のうち，トリメトプリム/スルファメトキサゾールとシプロフロキサシンにのみ感受性を示した。レジストームは，5種類のラクタマーゼおよび18種類のエフラックスタンパク質をコードする遺伝子を含む高い多様性を示した。また，病原性因子をコードする44の遺伝子が保存されていた。E. meningosepticaではシアル酸トランスポーターとキュルリ合成遺伝子がよく保存されていたが，E. anophelisとE. miricolaでは保存されていなかった。E. meningosepticaはバイオフィルム形成に寄与する遺伝子をいくつか保有していた。その結果，58個のグリコシドヒドロラーゼ（GH）と25個の多糖利用遺伝子座（PUL）が検出された．これらの菌株は、二成分系タンパク質（56）、転写因子タンパク質（187～191）、DNA結合タンパク質（6～7）をコードする遺伝子を多数保有していた。また、いくつかのプロファージやCRISPR/Cas要素がゲノム中に特異的に存在していた。

Three human clinical isolates of bacteria (designated strains Em1, Em2 and Em3) had high average nucleotide identity (ANI) to Elizabethkingia meningoseptica. Their genome sizes (3.89, 4.04 and 4.04 Mb) were comparable to those of other Elizabethkingia species and strains, and exhibited open pan-genome characteristics, with two strains being nearly identical and the third divergent. These strains were susceptible only to trimethoprim/sulfamethoxazole and ciprofloxacin amongst 16 antibiotics in minimum inhibitory tests. The resistome exhibited a high diversity of resistance genes, including 5 different lactamase- and 18 efflux protein- encoding genes. Forty-four genes encoding virulence factors were conserved among the strains. Sialic acid transporters and curli synthesis genes were well conserved in E. meningoseptica but absent in E. anophelis and E. miricola. E. meningoseptica carried several genes contributing to biofilm formation. 58 glycoside hydrolases (GH) and 25 putative polysaccharide utilization loci (PULs) were found. The strains carried numerous genes encoding two-component system proteins (56), transcription factor proteins (187~191), and DNA-binding proteins (6~7). Several prophages and CRISPR/Cas elements were uniquely present in the genomes.