環境中致病菌毒力基因高通量檢測獲新進展

近日，中科院生態環境研究中心土壤環境科學與技術實驗室朱永官院士團隊在環境中致病菌毒力基因高通量檢測方面取得新進展，相關研究成果以“VFG-Chip: A high-throughput qPCR microarray for profiling virulence factor genes from the environment”為題發表于環境領域主流期刊Environment International上。

環境中的致病菌及其遷移擴散會導致一些人畜共患疾病，進而威脅人體健康和生態安全。致病菌所攜帶的毒力基因（Virulence factor genes, VFGs）是一種具有微生物性質的新型污染物，具有潛在的健康風險與生態風險。然而，由于缺乏高效可靠的量化工具，目前關于環境中致病菌的毒力組研究仍處于起步階段。

為此，團隊基于高通量實時定量PCR技術開發了一種致病菌毒力基因芯片（VFG-Chip），可用于環境中致病菌的毒力組研究。VFG芯片針對環境中4種典型人畜致病菌——肺炎克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae）、鮑曼不動桿菌（Acinetobacter baumannii）、大腸桿菌（Escherichia coli）和腸道沙門氏菌（Salmonella enterica），覆蓋了其中參與編碼毒素、粘附因子、分泌系統、免疫逃避/入侵和鐵攝取等5種主要功能的96個毒力基因，基于SmartChip高通量實時定量PCR平臺，可在2小時內一次性檢測42個樣品的毒力組，且大于91%的引物擴增效率為90%至110%，具有高效、快速、準確等特點。目前，VFG芯片已成功地應用于城市污水處理系統以及土壤等環境樣品毒力組的檢測（圖1）。VFG芯片為量化環境中致病菌毒力組提供了一種高效可靠的高通量檢測手段，未來有望在致病菌毒力組特征及其健康風險與生態風險評估等相關研究中發揮重要作用。團隊已為VFG芯片及其應用申請了發明ZL

中科院生態環境研究中心博士研究生謝舒婷和丁龍君副研究員為論文共同第一作者，朱永官院士為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金重大項目、中國科學院戰略性先導科技專項A、國家重點研發計劃和中國科學院青年創新促進會的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.envint.2023.107761