面对日益严重的抗生素耐药性感染问题,一个由国际微生物专家组成的团队推出了一款强大的免费在线基因组工具包,用于加速噬菌体疗法的开发。该工具包名为Sphae,能够在不到10分钟内评估噬菌体是否适合靶向治疗。
来自弗林德斯大学的研究人员表示,Sphae平台整合了高通量测序技术和先进的计算流程,使研究人员能够高效分析大量复杂的数据集。Sphae不仅能够快速评估噬菌体的安全性和适用性,还优先标记与毒素或不良特征相关的基因,确保只有最安全的候选噬菌体进入治疗用途。
“Sphae的适应性和可扩展性使其脱颖而出。该工作流支持广泛的测序技术,而工具包可以处理高性能计算环境中常见的大规模数据集,成为实验室应对大型项目不可或缺的工具。”弗林德斯大学工程学院的FAME研究小组成员Bhavya Papudeshi说道。
FAME联合主任、弗林德斯大学工程学院的Robert Edwards教授补充说:“Sphae不仅有助于治疗研究,还推进了我们对微生物生态系统及其对全球健康和气候影响的更广泛理解。”
Edwards教授指出,Sphae可以同时处理多个噬菌体基因组,节省时间并高效处理更大规模的数据集。“即使在混合或具有挑战性的数据集中,Sphae也能提供一致且准确的结果,帮助识别能够对抗耐药细菌菌株的噬菌体。”
联合国和世界卫生组织警告称,抗生素耐药性感染正在上升,尤其是在老年人和易感人群中。最近一项发表在《柳叶刀》上的全球研究表明,到2050年,如不采取紧急措施寻找替代方案,抗药性感染导致的潜在死亡人数可能翻倍,达到每年200万例,累计死亡人数将超过3900万人。另一项2022年的研究估计,每年近500万例死亡与耐药细菌有关,低收入和中等收入国家的负担更为沉重。
Edwards教授表示,建立针对常见病原体(如无色杆菌、鲍曼不动杆菌和嗜麦芽窄食单胞菌)的噬菌体库是全球范围内加快新型抗菌治疗研究的一部分。“当传统抗生素不再有效时,个性化噬菌体疗法可以通过简化和加速适用于个体患者的治疗噬菌体的发现,成为医疗实践的标准部分。”
Sphae平台的源代码是公开的,可在GitHub上免费获取(
这项研究得到了弗林德斯大学DeepThought高性能集群的支持。此外,澳大利亚Nectar研究数据公共平台(ARDC)、Pawsey超级计算研究中心和国家计算基础设施(NCI)也提供了额外资源和服务,这些机构由澳大利亚政府资助。Edwards教授的研究得到了美国国立卫生研究院糖尿病和消化肾病研究所(RC2DK116713)和澳大利亚研究委员会(DP220102915)的资助。
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