近日，中国科学院微生物研究所朱宝利研究团队在Nature Communications上发表题为“An expanded database and analytical toolkit for identifying bacterial virulence factors and their associations with chronic diseases”的文章。该研究搭建了用于分析肠道微生物组毒力基因的软件MetaVF toolkit，扩充了毒力基因数据集。通过将MetaVF toolkit应用于肠道元基因组数据分析，探究肠道毒力基因与人体健康的相关性。
肠道微生物在调节宿主健康和疾病方面发挥着关键作用，与多种慢性疾病密切相关。由于缺乏完善的毒力基因数据库及准确的毒力基因分析工具，肠道毒力基因与人类慢性疾病的关系并不明确。本研究通过使用种特异性平均核酸相似性检索18,521条细菌基因组完成图中毒力基因，构建毒力基因扩增数据集。毒力基因扩增数据集共收录了3,525个毒力基因的62,301条等位基因序列，同时收录了毒力基因的细菌宿主信息和可移动遗传元件信息。
研究进一步开发了MetaVF toolkit软件，为准确注释肠道元基因组中毒力基因提供分析工具。相比于现有的毒力基因分析工具，MetaVF toolkit显著地提高了分析准确性和敏感性。通过分析5,452株健康人肠道分离菌株和九种人类慢性疾病元基因组测序数据中毒力基因，研究发现毒力基因在慢性疾病病人肠道菌群中显著富集，且具有一定疾病特异性。通过三代测序进一步验证了高毒力肺炎克雷伯菌在糖尿病病人肠道中显著富集，提示毒力基因在肠道中的累积可能对宿主健康造成潜在危害。
中国科学院微生物研究所朱宝利研究员、北京协和医院赵维纲教授，军事医学科学院杨瑞馥研究员为本文的共同通讯作者。中国微生物研究所博士生东琬婷为该论文的第一作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-51864-y
