ストレプトコッカス・ミュータンス菌のコアゲノム多株配列タイピング法

A Core Genome Multilocus Sequence Typing Scheme for Streptococcus mutans.

• Shanshan Liu
• Xiaoliang Li
• Zhenfei Guo
• Hongsheng Liu
• Yu Sun
• Yudong Liu
• Qinglong Wang
• Shengkai Liao
• Kai Zhang

抄録

は虫歯の発生を引き起こす主要な病原体の一つである．近年、特定のヒト病原体の疫学研究では、全ゲノムシークエンシング（WGS）をベースとしたコアゲノム多株配列タイピング（cgMLST）アプローチが採用されているが、このアプローチは報告されていない。しかし、このアプローチは特定のヒト病原体を対象とした疫学研究では報告されていない。 そこで、我々はcgMLSTターゲットを同定する手段として199の利用可能なゲノムを調査し、UA159参照ゲノムから594のターゲットを組み込んだスキームを開発した。本研究で配列決定された40人の子供から分離された80株のcgMLSTスキーム（cgMLST）では、多座配列タイピング（MLST）で同定された35のSTに対して、68の配列型（ST）が同定された。我々のcgMLSTスキームに基づいた56個のcgST（82.35％）が単一分離株に関連しており、これはMLSTスキーム（11.43％）と比較して有意に高かった。また、2株以上の分離株を持つMLSTのうち、58.06％の分離株がcgMLST法によりさらに分離されたことがわかった。最尤系統樹のトポロジー解析により、我々のcgMLSTスキームの方がMLSTスキームよりも信頼性が高いことが明らかになった。cgMLST法に基づいて作成した10カ国から分離された145株の最小スパニングツリーは，う蝕菌の多様な集団構造を浮き彫りにした．このように，cgMLST法は，う蝕菌の疫学的分布を評価するのに適した新しい分子タイピング法であり，将来的にう蝕菌の疫学的性質を世界的に研究する際のベンチマークとなる可能性を秘めている．本研究では、う蝕菌を分類するための新しい疫学的アプローチを確立した。このアプローチは，密接な関係にある分離株を効果的に区別することができ，従来のMLST分子タイピング法に比べて信頼性に優れている。その結果、本菌を中心としたう蝕予防・治療を目的とした効果的な公衆衛生戦略を支援できる可能性を秘めています。

is one of the primary pathogens responsible for the development of dental caries. Recent whole-genome sequencing (WGS)-based core genome multilocus sequence typing (cgMLST) approaches have been employed in epidemiological studies of specific human pathogens. However, this approach has not been reported in studies of Here, we therefore developed a cgMLST scheme for We surveyed 199 available genomes as a means of identifying cgMLST targets, developing a scheme that incorporated 594 targets from the UA159 reference genome. Sixty-eight sequence types (STs) were identified in this cgMLST scheme (cgSTs) in 80 isolates from 40 children that were sequenced in this study, compared to 35 STs identified by multilocus sequence typing (MLST). Fifty-six cgSTs (82.35%) were associated with a single isolate based on our cgMLST scheme, which is significantly higher than in the MLST scheme (11.43%). In addition, 58.06% of all MLST profiles with ≥2 isolates were further differentiated by our cgMLST scheme. Topological analyses of the maximum likelihood phylogenetic trees revealed that our cgMLST scheme was more reliable than the MLST scheme. A minimum spanning tree of 145 isolates from 10 countries developed based upon the cgMLST scheme highlighted the diverse population structure of This cgMLST scheme thus offers a new molecular typing method suitable for evaluating the epidemiological distribution of this pathogen and has the potential to serve as a benchmark for future global studies of the epidemiological nature of dental caries. is regarded as a major pathogen responsible for the onset of dental caries. can transmit among people, especially within families. In this study, we established a new epidemiological approach to classification. This approach can effectively differentiate among closely related isolates and offers superior reliability relative to that of the traditional MLST molecular typing method. As such, it has the potential to better support effective public health strategies centered around this bacterium that are aimed at preventing and treating dental caries.

Copyright © 2020 Liu et al.