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鉴定跨物种抗菌素耐药基因和突变(AMRProfiler)

鉴定跨物种抗菌素耐药基因和突变
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抗菌素耐药性 (AMR) 仍然是公共卫生和研究中的关键挑战。AmrProfiler 是一个全面的工具,具有三个专用模块:识别近 18,000 种细菌物种的获得性 AMR 基因、耐药相关点突变和 rRNA 基因突变。通过集成和优化来自已建立数据库的数据,它为 AMR 分析提供了一个强大的框架。AmrProfiler 是第一个系统报告 rRNA 基因突变的工具,可对 rRNA 拷贝数和突变进行深入分析,这是识别潜在 rRNA 相关耐药机制的关键。其精选数据库包括 7,600 个独特的 AMR 基因条目、245 个耐药性相关基因和 4,300 多个突变,以及 rRNA 基因拷贝数和突变的详细目录。AmrProfiler 支持多种格式的基因组组装,允许用户自定义 AMR 基因、突变和 rRNA 分析的检测阈值。鲍曼不动杆菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌的验证表明,AmrProfiler 准确识别了其他工具报告的所有 AMR 基因和突变,同时还检测到以前未识别的其他耐药标记和突变。通过桥接 AMR 基因型和表型,AmrProfiler 提供了可作的见解,以推进抗菌素耐药性的研究和临床应用。

AmrProfiler 依赖于 RefSeq 数据库(于 2025 年 1 月 6 日下载)。它是在 Python 3.9.5 中实现的,并使用了 Biopython 库(v1.79)和 BLAST+ 套件(v2.9.0)中的实用程序。

示例文件:

细菌基因组文件(fasta格式),需提前获取菌株物种信息(拉丁名)


小工具结果:

final_results_tool1.csv:

Contig ID:检出耐药基因的重叠群标识符;Resistance Gene:耐药基因名称(如 bepCBsui_mprF);Name of the product of the Resistance Gene:基因编码蛋白的功能描述;Gene ID:数据库中的基因唯一标识符;Identity:查询序列与参考序列的核苷酸/氨基酸相似度百分比;Coverage:参考基因被比对覆盖的长度比例(如 100%表示完整覆盖);Mismatches:比对中与参考序列不匹配的位点数量;Gaps:比对中存在的空位(gap)数量(如插入缺失);Antibiotic Class:基因对应的耐药机制大类(如 EFFLUX外排泵,peptide antibiotic肽类抗生素);Antibiotic Subclasses from the Databases:更细分的耐药亚类;Comments based on the results of Blastx:功能注释结论;Resistance Mechanism:耐药机制(如 "antibiotic target alteration" 靶标修饰);Query Start & Query Stop:基因在重叠群序列上的起止位置;Reference Start & Reference Stop:基因在参考序列上的起止位置;Genbank Accession:参考序列在GenBank的访问号;Pubmed:支持该基因的文献ID;Database:参考数据来源;Notes for the gene in the Database:补充信息(如 ARO:3003772表示CARD数据库的唯一标识);Alignment Length:比对的序列长度;Reference length:参考基因的完整长度;E-value:比对的统计学显著性(值越小越显著,0表示完全匹配);BitScore:比对质量的量化评分(值越高可靠性越强);Genome Protein Sequence:查询序列翻译的蛋白质氨基酸序列;Protein Reference Sequence:参考数据库中的标准蛋白氨基酸序列。

core_genes_of_this_species.csv

Species:物种名称;Reference_genome:基因组参考编号;Core genes found in the reference genome:核心基因集。

rRNA_mutations_results.csv:

Contig ID:检出rRNA的重叠群标识符;rRNA gene ID:基因的唯一标识符,包含类型和位置(如 16S ribosomal RNA(NC_003317.1_rrna_BME_RS00940_4));Differences from reference gene:当前序列与参考序列的核苷酸差异(示例中均为 No changes,表示完全匹配);* Known Mutations:该物种中已报道的rRNA突变位点(示例中未发现突变);Other Species Known Mutations:其他物种中已知的rRNA突变;rRNA Copy Sequence:当前重叠群中检出的rRNA完整核苷酸序列;rRNA Copy Reference Sequence:数据库中的标准rRNA参考序列;...

参考文献:

  • Skoulakis, A., Kostoula, V., Daniilidis, K., Gkountinoudis, C.-G., Petinaki, E., & Hatzigeorgiou, A. G. (2025). AmrProfiler: a comprehensive tool for identifying antimicrobial resistance genes and mutations across species. Nucleic Acids Res., gkaf400. doi: 10.1093/nar/gkaf400

当前版本为1.0版本,上架时间为:2025-07-10