ARGs
三氯生和三氯卡班暴露的整体回顾:流行病学结果、抗生素耐药性和健康风险评估
三氯生(TCS)和三氯卡班(TCC)是广泛应用于个人护理产品、纺织品和塑料的抗菌剂。低剂量的TCS和TCC暴露可能会扰乱激素水平，甚至促进细菌对抗生素的耐药性。在后冠状病毒疾病大流行时代，与TCS和TCC暴露相关的慢性健康影响和抗生素耐药性基因的传播日益引起人们的关注。本研究旨在筛选和审查冠状病毒疾病(COVID-19)大流行开始后的暴露水平、来源和变化、潜在的健康后果、细菌耐药性和交叉耐药性，以及与TCS和TCC暴露相关的健康风险评估工具。日常使用抗菌产品是内暴露与疾病之间最常见的联系，而微量二次暴露主要导致抗生素耐药基因的传播。改变肠道菌群在多系统毒性中的作用值得进一步关注。亚致死剂量的TCC选择ARGs，对TCC的耐受性无明显增加。但TCS会诱导持续的TCS耐药，并可逆地选择抗生素耐药，这突出了尽量减少其使用的好处。为了得出人类的参考剂量，需要使用毒理学试验确认人群研究中观察到的更敏感的终点。此外，建议将人体当量剂量纳入健康风险评估，以减少外推的不确定性。
highlight
• 暴露状况的减少与日益增长的抗菌产品市场相矛盾。
• 低剂量TCS可诱导持久的TCS耐药，但可逆转的抗生素耐药。
• TCC对ARGs的选择没有明显增加细菌对TCC的耐受性。
• 人体当量剂量可纳入健康风险评估。
Metagenome
活性污泥过程中微生物密度依赖的病毒动力学和温带噬菌体的低活性
噬菌体(噬菌体)是废水处理系统中最丰富的生物实体，其生态行为尚不清楚，特别是温和噬菌体。在这里，使用污泥宏基因组和病毒分析耦合研究了实验室规模活性污泥反应器中存在污泥膨胀问题的溶解性和温和噬菌体的时间动态。所鉴定的溶原片段(前噬菌体)广泛分布在重建的宏基因组组装基因组中(61.7%，n = 227)。然而，经鉴定的噬菌体中仅有12.3%的噬菌体发生了溶原-溶的转换，其对游离病毒群落的丰度贡献仅为0.02-0.3%，表明温和噬菌体的活性较低。尽管反应器运行期间污泥群落发生了巨大变化，但未检测到大规模的前噬菌体诱导事件。统计分析表明，污泥浓度与游离病毒和温和噬菌体群落之间存在很强的相关性，这表明污泥微生物区系中的病毒动态依赖于微生物密度。
highlight
• 活性污泥过程中病毒动态与微生物密度有关。
• 溶源作用普遍且分布广泛。
• 温带噬菌体对游离病毒群落的贡献很小。
病毒相关分析
使用VirSorter2 和DeepVirFinder从组装的病毒粒中识别病毒噬菌体序列。重复数据删除后，识别出的病毒contig(长度为> 3000 nt)被聚集在一起，并在80%的contig长度上以95%的平均核苷酸同一性聚类，以产生唯一的病毒种子(https://github.com/simroux/ClusterGenomes)。每个病毒种子被认为是一个病毒种群或一个游离病毒基因型(FVG) 。使用VirSorter2从每个MAG中识别溶原片段，然后使用CheckV进行质量控制，以过滤那些“未确定”质量和“未检测到病毒基因”的片段。将获得的序列(长度为> 3000 nt)按上述方法聚类生成前噬菌体基因型(PrGs)。
Bowtie2 被用于将病毒读序列映射回病毒contigs (fvg和PrGs)，并计算每kb contig序列每百万次读样本(RPKM)的读数来估计病毒contigs的丰度。只有当病毒contig至少75%的长度被从自由病毒群落检索到的reads覆盖时，该病毒contig才被认为存在于自由病毒群落中。
使用MetaGeneMark预测fvg和prg的开放阅读框架(orf) 。然后，使用eggNOG-mapper v2将所有预测的orf与eggNOG数据库5.0进行比较。使用京都基因和基因组百科全书(KEGG)绘图仪(https://www.genome.jp/kegg/mapper.html)从KEGG Orthology输出中重建KEGG通路图。每个游离病毒群落中带注释的orf的丰度计算为每个含有orf片段的RPKM值。
VirHostMatcher和WIsH是基于寡核苷酸频率测量(ONF)的两种方法，用于预测游离病毒contigs (fvg)的宿主。为了提高宿主预测的准确性，我们将可能的宿主限制在2523个从活性污泥工艺中恢复的原核基因组，并采用GTDB分类分配，包括285个从本研究的宏基因组数据中恢复的mag(污染≤10%，完整性≥70%);Ye et al.(2020)报道的2039个AS mas，以及从集成微生物基因组和微生物组数据库下载的199个活性污泥原核基因组(表S1)。使用VirHostMatcher两两计算所有FVG与宿主基因组之间的ONF距离，并选择与查询FVG序列距离得分最低的预测宿主。WIsH对相同的宿主基因组数据集使用默认参数运行。最后，将两个预测结果中最低的共同祖先作为宿主。溶原片段(PrGs)的宿主被认为是相应mag的分类群。
MinION纳米孔测序仪全基因组宏基因组测序的性能评估:微生物群落分析和耐药性基因检测
近年来，人类肠道菌群与免疫疾病和神经精神疾病等多种疾病有关，利用下一代测序仪进行宏基因组分析的全面肠道菌群分析备受关注。在本研究中，我们将使用纳米孔测序仪MinION和Illumina Miseq测序仪的16S rDNA宏基因组测序(16S-meta)和全基因组宏基因组测序(WG-meta)的微生物群落与模拟和粪便样本进行了比较，并评估了WG-meta检测耐药基因的能力。我们使用商业微生物群落DNA标准作为DNA标准，模拟样品包括15种细菌的17株。在抗菌药物耐药基因检测中，我们使用了模拟样本和含携带blaCTX-M-27的大肠埃希菌、携带blaOXA-48的肺炎克雷伯菌和携带mecA的金黄色葡萄球菌的加标粪便样本。使用MinION的WG-meta优于16S-meta，可以在种水平上准确地分析微生物群落，但低估或错误地识别了枯草芽孢杆菌群、新型隐球菌、索内志贺菌和空肠弯曲杆菌。使用MinION的WG-meta可在5 min内分析微生物群落，使用WG-meta可在>30 min内对细菌计数较少的模拟样品进行耐药性基因检测。
highlight
• 全基因组宏基因组测序优于16S rDNA宏基因组测序。
• 纳米孔测序仪可以在很短的时间内识别生物多样性。
• 纳米孔测序仪可在30 min或更长时间内检测到耐药基因。
