血小板制品中共存细菌全基因组测序分析及其生物学特征研究

摘要

目的 建立1种可在血小板制品保质期内完成的快速、准确的细菌全基因组测序流程,实现对合格血小板制品中共存细菌的物种分类及毒力、耐药与免疫压力应对相关基因谱解析,为血小板细菌污染与输血安全风险评估提供依据。方法 收集成都血液中心2025年5—6月通过常规细菌培养检测阴性的3份浓缩血小板制品,采用6种需氧培养条件和9种厌氧培养条件于37℃富集培养7 d,通过微生物培养组学策略在培养d1、d3、d5、d7涂布分离,获得可培养单菌株,并设置培养组空白对照以排除污染。采用研磨法提取长片段细菌DNA,并进行去杂质纯化与片段长度质控后,构建纳米孔测序文库,利用G-seq500测序平台进行单碱基纳米孔测序。测序数据通过质控后使用Flye组装与NextPolish抛光获得高质量基因组,并经BUSCO、CheckM评价完整度;应用GTDB-Tk进行基因组水平物种鉴定,结合功能注释和数据库比对分析毒力因子、抗菌药物耐药基因以及免疫逃逸与环境适应相关基因谱。结果 在血小板制品保质期内3份合格血小板制品中均检出可培养细菌,共获得3株细菌,全基因组测序鉴定为白色芽孢杆菌(Bacillus albus)、红豆杉尼尔菌(Niallia taxi)和沃氏葡萄球菌(Staphylococcus warneri)。纳米孔测序获得92 227-109 813条序列读段,总碱基数6.80×10～8-7.58×10～8 bp,读长N50为7 625-8 584 bp,Q20为97%、Q30为93%,平均碱基质量评分为Q(24.15-24.51),序列准确率为99.615%-99.646%。3株细菌均获得完整闭合的环状染色体及1-3条质粒,BUSCO与CheckM评估完整度均>93%。功能注释显示,B. albus携带多种溶血毒素、金属蛋白酶及多重耐药基因,潜在致病力和耐药水平最高;S. warneri具有典型凝固酶阴性葡萄球菌的多重耐药谱和复杂调控网络,毒力处于中等水平;N. taxi几乎不含经典毒力因子和执行性耐药基因,整体呈“低毒力、低耐药”特征。3株菌共同富集dltABCD、mprF、GraRS、BceAB等抗菌肽抵抗与细胞表面修饰系统以及多种抗氧化酶系,提示具有较强的免疫压力应对潜力。结论 合格血小板制品中仍可培养分离出可存活细菌,全基因组测序可实现菌株级鉴定并解析毒力、耐药及免疫压力相关要素。检出菌株功能谱介于典型环境菌与高致病菌之间,在特定受血者人群中可能构成被低估的输血相关感染风险。本研究方案可在血小板制品保质期内精准鉴定出共存细菌及其完整生物学特征,后续应用可为受血者的安全提供更好的技术支撑。

关键词

血小板制品 / 细菌 / 全基因组测序 / 纳米孔测序 / 输血安全