由厄勒姆研究所和利物浦大学领导的全球科学家联盟开发了一种高效、廉价的大规模细菌基因组测序方法，可以为低收入和中等收入国家(LMIC)的研究人员提供廉价且易于使用的方法对大量细菌病原体进行测序的方法——每个基因组的成本不到10美元。

研究人员表示，在冠状病毒的全球基因组监测成为人们关注的焦点之际，各国通过低成本、快速的全基因组测序(WGS)做出贡献的能力变得越来越重要。新报告的方法可以应用于大量细菌病原体，并有助于加强全球研究合作以应对未来的流行病。

厄勒姆研究所所长NeilHall博士表示：“距离第一个细菌基因组测序已经过去了26年，现在可以对细菌分离株进行大规模测序。”“然而，低收入和中等收入国家的科学家获得这种改变游戏规则的技术仍然受到限制。病原体基因组分析领域‘民主化’的需要促使我们制定了一种新策略，与许多经济困难国家的合作者一起对数千种细菌分离株进行测序。”

该团队在一篇题为“一种用于大规模细菌基因组测序的可访问、高效和全局的方法”的论文中报告了其在基因组生物学中的方法。

作者表示，在过去的十年中，全基因组测序彻底改变了我们对微生物疾病的理解。WGS数据可用于监测、功能基因组学和病原体进化探索，促使公共卫生和研究科学家采用基于基因组的方法。“认识到WGS数据为监测、功能基因组学和人口动态提供的巨大优势，公共卫生和研究界都采用了基于基因组的方法，”该团队表示。

作者继续说道，人类基因组测序的需求已将每个样本的测序试剂成本降至1000美元以下。然而，尽管近年来对关键病原体基因组序列收集的需求大幅增长，但对数千种微生物进行基因组测序的成本仍然昂贵——“……主要是由于与样本运输和文库建设相关的成本，”科学家们评论道。，大规模细菌基因组计划只能在世界各地的少数测序中心进行。研究人员的目标是让全世界的实验室都能使用这种技术。

这项大规模基因组测序计划由全球10,000种沙门氏菌牵头，重点关注肠道沙门氏菌这种具有全球重要性的病原体，可导致感染和致命疾病。基因组研究联盟(10KSG)。10KSG联盟涉及来自16个国家的25个机构以及研究和参考实验室的合作者。“有限的资金资源促使我们设计了一种基因组方法，确保准确的样本跟踪并捕获单个细菌分离株的全面元数据，同时将联盟的成本降至最低，”霍尔说。“该管道简化了中低收入国家样本的大规模收集和测序。”作者继续说道，“一个关键的驱动因素是收集一组尽可能丰富且可靠的基因组数据。”

作者指出，非伤寒沙门氏菌(NTS)与人类小肠结肠炎广泛相关，这是一种与食品生产工业化相关的人畜共患疾病。由于人类小肠结肠炎病例的规模以及与食品安全相关的担忧，沙门氏菌的基因组序列比任何其他属都多。

“近年来，NTS血清型鼠伤寒和肠炎的新谱系已被认为是侵袭性血流感染(iNTS疾病)的常见原因，每年导致全球约77,000人死亡，”作者在报告中继续说道。“大约80%的iNTS疾病死亡发生在撒哈拉以南非洲地区，那里iNTS疾病已成为地方病。”新沙门氏菌由于基因降解、原噬菌体库改变和新型多重耐药质粒，导致血流感染的谱系可以通过基因组学来鉴定。正如该团队报告的那样，“我们认为有必要简化和扩大对来自非洲和世界其他地区的沙门氏菌的基于基因组的监测，包括与人类侵袭性疾病和胃肠炎相关的分离株，并扩展到来自动物和环境的细菌”。

10KSG的目标是让中低收入国家更容易获取基因组数据。这尤其重要，因为撒哈拉以南非洲地区沙门氏菌引起的死亡率异常高。科学家需要了解大量此类细菌菌株的基因组成。正如研究人员指出的那样，“低收入和中等收入国家的科学研究人员面临的最重大挑战之一是通过科学合作简化监测。由于多种原因，严重细菌性疾病负担最重的地区无法充分利用全基因组测序技术，不得不依赖昂贵且官僚的样本运输和测序流程。

Hall评论道：“到2021年，公开测序的沙门氏菌基因组数量达到350,000个，并且可以从多个在线存储库获取。然而，中低收入国家对沙门氏菌感染进行了有限的基于基因组的监测，现有数据集并不能准确代表沙门氏菌目前在世界各地引起疾病的病原体。”研究合著者、利物浦大学微生物发病机制教授JayHinton博士进一步指出：“中低收入国家公共卫生研究人员面临的最重大挑战之一是获得最先进的技术。由于后勤和经济方面的原因，与严重细菌性疾病负担最重的地区并没有从全基因组测序的广泛应用中受益。10,000个沙门氏菌基因组项目旨在开始解决这种不平等问题。”

新报告的方法旨在简化细菌的大规模采集和基因组测序，研究人员在不到一年的时间里从中低收入国家中收集了超过10,400种临床和环境细菌分离株的遗传物质。事实上，10KSG的成员提供了来自51个中低收入国家和地区的10,419种细菌分离株，涵盖七个细菌属：不动杆菌、肠杆菌、克雷伯菌、假单胞菌、志贺氏菌和葡萄球菌，协调样品采集和待测序材料的运输。英国

由利物浦大学的一个团队开发的样本物流管道通过在环境条件下将热灭活的细菌分离株作为“热解产物”从世界各地运输到英国进行了优化。随后，在厄勒姆研究所使用独特的LITE协议——一种用于快速基因组测序的低成本、低输入自动化方法。研究人员表示：“我们方法的一个关键方面是让精通多种语言的研究人员参与与合作者的通信，以最大限度地通过电子邮件进行清晰、持续的沟通。”

总的来说，每个基因组的基因文库构建和DNA测序生物信息分析的试剂总成本不到10美元(约7.50英镑)。共同作者、利物浦大学博士后研究员布兰卡·佩雷斯·塞普尔维达(BlancaPerezSepulveda)博士领导了全球样本收集、优化和分析工作，他补充道：“采用大规模基因组测序和细菌病原体分析将是一个巨大的进步。对中低收入国家公共卫生和监测的资产。在这里，我们建立了一条高效且相对便宜的管道，用于全球细菌基因组的收集和测序。”

作者写道：“我们已经建立了一条高效且相对便宜的管道，用于全球细菌基因组的收集和测序。”“我们的新方法通过将热解产物的使用与DNA提取和测序相结合，使用创新的LITE管道进行文库构建，可以对大量细菌病原体进行运输和全基因组测序。我们通过全球研究合作，用模型生物肠沙门氏菌评估了这种方法，生成了6,117个高质量沙门氏菌基因组，这些基因组已用于许多已发表的研究。”

厄勒姆研究所的博士后科学家DarrenHeavens博士开发了全基因组测序流程，他进一步指出：“我们认为有必要简化和扩大对来自非洲和世界其他地区的沙门氏菌的基于基因组的监测，包括分离株与人类侵袭性疾病和胃肠炎有关，并延伸到来自动物和环境的细菌。我们的管道代表了一种经济有效且强大的工具，用于生成中低收入国家的细菌基因组数据，以便调查分离株的流行病学、耐药性和毒力因子。”

正如作者解释的那样，“我们的管道代表了一种相对便宜且强大的工具，用于生成中低收入国家的细菌基因组数据，从而可以调查分离株的流行病学、耐药性和毒力因素……将来，该方法将有助于快速、细菌病原体的低成本、协作基因组测序。我们一致的方法展示了真正的全球合作的价值，并可能有助于未来对国际流行病或大流行病的调查。”

分析生物信息学管道和由此产生的基因组数据可在https://github.com/apredeus/10k_genomes和EMBL欧洲核苷酸档案(ENA)存储库上公开获取，项目登录号为PRJEB35182和PRJEB47910，并作为数据资源提供给科学界。

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标签：基因组细菌方法