腸病毒自動分類系統與基因重組鑑別平台

E2轉譯醫學暨生技研發之生物資訊核心設施熊昭研究員團隊結合腸病毒過去數十年的血清學研究,與新一代的快速基因體定序所得之大量腸病毒全基因體之序列資料,建構了第一個可同時進行腸病毒的自動分類系統與基因重組鑑別平台,可以透過臨床檢體的定序資料,以網路介面,進行線上的腸病毒類型鑑定,並觀察其基因片段是否與重症腸病毒相似,將提供臨床檢體的基因體快速分析流程,即時找出與重症相關的病毒品系,提供後續醫療的重要指標。

本系統整理並提供目前最新最完整的腸病毒分類系統,同時也根據國際病毒分類委員會(International Committee on Taxonomy of Viruses, ICTV) 於2014公布的最新腸病毒命名方式,更新了NCBI分類資料庫中舊有之名稱,俾利使用者查詢。在研究腸病毒的歷程中,因著病毒序列的快速突變,分類型別越趨細化,而過往已上傳至公開資料庫中的序列資料型別卻未予以隨之更新,或分類未殝完全,乃至於有將近10%的序列於NCBI序列資料庫中歸屬為未分型腸病毒;故本研究以目前最完整的各型別原型(prototype)序列為參照序列,對NCBI序列資料庫中五萬多條腸病毒序列重新進行型別鑑定,同時提供原始資料,供使用者下載進行其他研究分析。

在腸病毒類型鑑定部份,本系統提供一新穎之混合式排分法(mixed–ranking scores),使用者可由腸病毒基因體中的11個蛋白編碼區以及2個非轉譯區中,選擇用於型別鑑定的參照片段序列。為增加序列型別鑑定的統計檢定力,本系統提供Phylip和PhyML二種分析方法,使用者可依其所需選擇使用。

腸病毒基因重組事件,常是無法及時診斷出重症的原因之一,利用基因重組鑑別流程,可快速得知臨床檢體序列是否與重症相關品系發生重組事件,以做為臨床診斷持續監控據。本系統架構亦可運用於其他新興病毒之基因體研究。

Lin, Chieh-Hua, et al. "Precise genotyping and recombination detection of Enterovirus." BMC genomics 16.Suppl 12 (2015): S8.