บทคัดย่อ
เชื้อในสกุล Chryseobacterium และ Elizabethkingia เป็นแบคทีเรียแกรมลบรูปร่างแท่งที่ไม่หมักกลูโคส สมาชิกบางตัวในของทั้ง 2 สกุลนี้โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Chryseobacterium indologenes และ Elizabethkingia anophelis จัดเป็นเชื้อก่อโรคฉวยโอกาสอุบัติใหม่ในโรงพยาบาลที่ดื้อต่อยาหลายชนิด สามารถทำให้เกิดการติดเชื้อรุนแรงในทารกแรกเกิดและผู้ป่วยที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาพันธุกรรมของเชื้อ C. Indologenes, C. flavum, C. rhizoplanae และ E.anophelis ที่แยกได้จากผู้ป่วยที่เข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลมหาราชนครเชียงใหม่ด้วยวิธี whole genome sequencing เมื่อวิเคราะห์ความไวของเชื้อต่อยาปฏิชีวนะ เชื้อเหล่านี้ส่วนใหญ่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะเกือบทุกกลุ่มที่ทดสอบ ซึ่งรวมถึง β-lactams, aminoglycosides, และ quinolones เมื่อทำการศึกษาจีโนมของเชื้อด้วยการทำ next generation sequencing ด้วย Illumina และ Nanopore จากนั้นทำ hybrid assembly และ annotate และตรวจหา orthologous groups, ยีนดื้อยา, ยีนก่อความรุนแรง และ mobile genetic elements โดยใช้เครื่องมือซอฟต์แวร์ต่างๆ โดยเมื่อวิเคราะห์จีโนมในเบื้องต้นพบว่าจีโนมของเชื้อที่นำมาศึกษาไม่มีการปนเปื้อน และสามารถ assembly ได้สมบูรณ์ 20 isolates ในจำนวนนี้เป็นเชื้อ Chryseobacterium indologenes เพียง 8 isolates ที่เหลือเป็นเชื้อ Chryseobacterium flavum 2 isolates, Chryseobacterium rhizoplanae 2 isolates ส่วนเชื้อ Elizabethkingia นั้น เป็นเชื้อ Elizabethkingia anophelis 8 isolates โดยจีโนมของเชื้อ hryseobacterium indologenes, Chryseobacterium flavum, Chryseobacterium rhizoplanae นั้นมีขนาดตั้งแต่ 4.83 – 5.25 Mb มีโครโมโซมเป็นวงกลม 1 ชิ้น โดยมีปริมาณ G + C content 36.3-37.5% ประกอบด้วย coding sequences (CDSs) 4,344 -4,830 CDSs มียีนที่กำหนดการสร้าง rRNAs จำนวน 18-21 ยีน, ยีนที่กำหนดการสร้าง transfer RNAs (tRNAs) จำนวน 84-91 ยีน และพบ CRISPR-Cas ในจีโนมของเชื้อ 2 isolates คือ CI17 และ CI18 คุณสมบัติจีโนมมียีนจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการของเซลล์ที่จำเป็นต่อแบคทีเรีย และมียีนที่สอดคล้องกับฟีโนไทป์ของการดื้อยา รวมทั้งมียีนต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องปัจจัยในการก่อโรค รวมทั้งยังพบ Genomic Islands (GIs) ในทุกเชื้อ รวมถึง mobile genetic elements (MGEs) เช่น integrative and conjugative element (ICE) ในบาง isolates, insertion sequences แต่ไม่พบ plasmid และ integron ในขณะที่จีโนมของเชื้อ Elizabethkingia anophelis จำนวน 8 isolates นั้นมีขนาดตั้งแต่ 3.87 – 4.31 Mb มีโครโมโซมเป็นวงกลม 1 ชิ้น โดยมีปริมาณ G + C content 35.5-35.7% ประกอบด้วย coding sequences (CDSs) 3,503 -3,999 CDSs มียีนที่กำหนดการสร้าง rRNAs จำนวน 12-15 ยีน, ยีนที่กำหนดการสร้าง transfer RNAs (tRNAs) จำนวน 49-52 ยีน และพบ CRISPR-Cas ในจีโนมของเชื้อ 2 isolates คือ EM02 และ EM08 คุณสมบัติจีโนมมียีนจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการของเซลล์ที่จำเป็นต่อแบคทีเรีย และมียีนที่สอดคล้องกับฟีโนไทป์ของการดื้อยา เช่นเดียวกับเชื้อในสกุล Chryseobacterium รวมทั้งมียีนต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องปัจจัยในการก่อโรค รวมทั้งยังพบ Genomic Islands (GIs) ในทุก isolates และ integrative and conjugative element (ICE) ในบาง isolates รวมถึง mobile genetic elements (MGEs) เช่น insertion sequences แต่ไม่พบ plasmid และ integron
บทคัดย่อ
Members of genera Chryseobacterium and Elizabethkingia are non-glucose-fermenting
Gram-negative bacilli. Some members of these two genera, particularly, Chryseobacterium
indologenes and Elizabethkingia anophelis are classified as emerging multidrug resistant
opportunistic nosocomial pathogens. They can cause serious infections in newborns and
immunocompromised patients. The purpose of this study was to investigate characteristics of
the genomes of C. indologenes, C. flavum, C. rhizoplanae and E. anophelis isolated from
hospitalized patients from Maharaj Nakhon Chiang Mai hospital using whole genome
sequencing. Most of these isolates were resistant to most of the antibiotics tested, including
β-lactams, aminoglycosides, and quinolones. Their genomes were studied by next generation
sequencing with Illumina and Nanopore, the sequences were then hybrid assembled and
annotated. Features detected included orthologous groups, resistance genes, virulence genes
and mobile genetic elements using various software tools. Preliminary genome analysis
showed that 20 out of 28 isolates were pure and could be assembled into complete genomes.
These included 8 isolates of Chryseobacterium indologenes, 2 isolates of Chryseobacterium
flavum, 2 isolates of Chryseobacterium rhizoplanae and 8 isolates of Elizabethkingia
anophelis. Three isolates of other genera were excluded from the study. The remaining 20
genomes of the isolates were analyzed in this study. Genomes of Chryseobacterium
indologenes, Chryseobacterium flavum, Chryseobacterium rhizoplanae range in size from 4.83
– 5.25 Mb as a single circular chromosome, with a G + C content of 36.3-37.5%, containing
4,344 - 4,830 CDSs of coding sequences (CDSs), 18-21 genes for rRNAs, 84-91 for genes for
transfer RNAs (tRNAs), and CRISPR-Cas were found in the genomes of two isolates, CI17 and
CI18. There were genes involved in cellular processes essential to bacteria and genes
corresponding to the drug resistance phenotype. Genes involved in pathogenic factors were
also present, including genomic islands (GIs) in all isolates, mobile genetic elements (MGEs)
such as integrative and conjugative elements (ICE) in some isolates, insertion sequences, but
not plasmids. and integron. Genomes of 8 isolates of Elizabethkingia anophelis range in size
from 3.87 – 4.31 Mb, as a single circular chromosome, with a G + C content of 35.5-35.7%,
containing 3,503 -3,999 coding sequences (CDSs). CDSs contain 12-15 rRNAs genes. 49-52
transfer RNAs (tRNAs) genes. CRISPR-Cas are found in the genomes of 2 isolates, EM02 and
EM08. There were genes corresponding to the drug resistance phenotype like the genus
Chryseobacterium. Genes involved in pathogenic factors are also present, including genomic
islands (GIs) in all isolates, integrative and conjugative elements (ICE) in some isolates, and
mobile genetic elements (MGEs), such as insertion sequences, but not plasmids, and integron.
