基于全基因组测序技术筛选儿童金黄色葡萄球菌的致病相关分子标志物

目的 探究儿童金黄色葡萄球菌(以下简称"金葡菌")的分子特征,并比较不同类型菌株(感染菌株与定植菌株)的分子特征差异性,从而揭示金葡菌致病相关分子标志物.方法 采用横断面研究设计,对社区健康儿童进行鼻咽拭子采样和医院感染儿童进行临床标本采样.采用全基因组测序技术检测金葡菌耐药基因和毒素基因.采用随机森林方法筛选金葡菌致病相关标志物.结果 共检出512株金葡菌(272株感染菌株、240株定植菌株).对于毒素基因,感染菌株组的肠毒素基因(seb和sep)、胞外酶编码基因(splA、splB、splE和edinC)、杀白细胞毒素基因(lukD、lukE、lukF-PV和lukS-PV)和表皮剥脱毒素基因(eta和etb)携带率均高于定植菌株组(均P＜0.05),但肠毒素基因(sec、sec3、seg、seh、sei、sel、sem、sen、seo和seu)携带率低于定植菌株组(均P＜0.05).对于耐药基因,感染菌株组的lnuA、lnuG、aadD、tetK和dfrG耐药基因携带率明显高于定植菌株组(均P＜0.05).随机森林模型筛选金葡菌致病相关标志物,筛选前后模型交叉验证的正确率分别为69％、68％,曲线下面积分别为0.75、0.70;最终筛选出16个致病相关标志物[sem、etb、splE、sep、ser、mecA、lnuA、sea、blaZ、cat(pC233)、blaTEm-1A、aph(3')-Ⅲ、ermB、ermA、ant(9)-Ⅰ a 和 ant(6)-Ⅰ a];变量重要性排序中前 5 个最重要变量为 sem(OR=0.40)、etb(OR=3.95)、sp/E(OR=1.68)、sep(OR=3.97)、ser(OR=1.68).结论 随机森林模型可筛选出金葡菌致病相关标志物且模型预测效果较优,为追溯高致病性金葡菌和开展精准的靶向干预提供遗传学证据.