包括的な抗生物質耐性データベース

包括的な抗生物質耐性データベース
コンテンツ
説明	包括的な抗生物質耐性データベースは、抗菌薬耐性の分子的基礎に関連するデータ、モデル、およびアルゴリズムを提供します。
; キャプチャされたデータの種類	抗菌薬耐性遺伝子と表現型
生物	細菌
接触
研究センター	マクマスター大学
主な引用	27789705 のID
アクセス
Webサイト	カード.mcmaster.ca
ダウンロードURL	ダウンロード
その他
ブックマーク可能な; エンティティ	はい

包括的抗生物質耐性データベース（CARD）は、抗菌薬耐性遺伝子、タンパク質、表現型に関する参照情報を収集し、整理する生物学的データベースです。 ^[1]^[2]このデータベースは、あらゆる種類の薬物クラスと耐性メカニズムをカバーし、オントロジーに基づいてデータを構造化しています。CARDデータベースは、抗菌薬耐性遺伝子をカバーした最初のリソースの1つでした。^[3]このリソースは毎月更新され^[4]、ユーザーが新しく配列されたゲノム内の潜在的な抗生物質耐性遺伝子を見つけることができるツールを提供します。

オントロジー

CARD抗生物質耐性オントロジー（ARO）で記述される各耐性決定因子には、抗生物質耐性の決定因子、抗生物質分子、抗生物質耐性のメカニズムの3つのブランチのそれぞれへの接続が含まれている必要があります。CARDは最近、毒性と可動性遺伝要素の両方のオントロジーのドラフトも開始しており、現在活発に開発が進められています。^[1]

キュレーション

CARD キュレーションは継続的に行われ、バイオキュレーターのチームによって毎月更新がリリースされます。キュレーションプロセスでは、主に利用可能な科学文献を定期的に確認します。強制的なキュレーションガイドラインは、適切な階層分類、定義された意味関係、およびデータの標準化を保証するために必要なコンテキストを提供します。バイオキュレーションチームはさらに、関連する出版物、化学構造、またはProtein Data Bank経由のタンパク質構造など、外部参照からの補足情報を使用して各 ARO 用語に注釈を付けます。AMR 決定因子の ARO 用語は、NCBI GenBank から取得されたヌクレオチドおよびペプチド配列と、生の DNA 配列から決定因子を予測するために必要な追加パラメーターを含む AMR 検出モデルとペアになっています。キュレーションは、問題のある命名法を解決するために、de novo 分析で補完されることがあります。^[1]

全体として、CARD の主なキュレーションパラダイムは次のとおりです。CARD に含めるには、AMR 決定因子が査読済みの科学出版物に記載され、その DNA 配列が GenBank で利用可能で、コントロールよりも高い最小発育阻止濃度 (MIC) の明確な実験的証拠が含まれている必要があります。in silico 法によって予測されたが、実験的に特徴付けられていない AMR 遺伝子は、CARD の主なキュレーションには含まれません。ただし、2019 年に ResFinder、ARG-ANNOT、および NCBI の β-ラクタマーゼアレルのカタログを比較するデータ調和化の取り組みにより、関連する査読済み出版物のない多数の過去の β-ラクタマーゼが明らかになりました。β-ラクタマーゼは CARD の ARO 用語のほぼ 3 分の 1 を占めるため、この慣例により、文献では各 β-ラクタマーゼ配列バリアントに新しい名前が付けられ、CARD では β-ラクタマーゼ参照配列が欠落し、RGI による注釈の不正確さや、CARD と他のデータベース間のコンテンツの顕著な違いが生じます。 CARDには現在、MIC上昇の実験的証拠が公表されていない場合でも、β-ラクタマーゼの参照配列と名前が含まれています。この古いβ-ラクタマーゼ配列のバックキュレーションは現在も進行中です。^[1]

CARD の価値の大部分は、AMR 配列データの専門家によるバイオキュレーションと抗生物質との関係にありますが、PubMed における AMR 出版物は過去 10 年間で年間 5,000 件を超えており、CARD を包括的かつ最新の状態に保つことは困難な作業です。CARD は、アドホックバイオキュレーション、病原体 AMR レビュー、およびコンピューター支援による文献トリアージの 3 つのアプローチを使用してこの問題に対処しています。アドホックバイオキュレーションでは、AMR 研究コミュニティからのフィードバックや、品質管理チェックまたは AMR 遺伝子命名法のレビュー中に発見された文献に対処します。病原体 AMR レビューでは、特定の病原体に関する AMR 文献の体系的なレビューを行います。2017 年には、コンピューター支援による文献トリアージ用に CARD*Shark テキストマイニングアルゴリズムが導入され、新しい ARO 薬物クラス分類タグに基づいて拡張されました。 CARD*Sharkは、一般的なPubMed Medical Subject Headings（MeSH）検索からの出版物に関連性に基づいて優先度スコアを割り当て、その結果をCARDバイオキュレーターに割り当てて手動でレビューします。^[1]

CARD キュレーションチームは開発サーバー上でデータベースを継続的に更新し、公開 Web サイトに移植する前に、これらのデータを検証するための厳格な QC スクリプトを実装します。これらの QC 手順では、外部識別子、出版物の引用、AMR 検出モデルのパラメータ、オントロジー構造に課されたルールの使用を確認します。検出された問題はすべて、リリース前に解決されます。QC 後、公開 CARD Web サイトは毎月更新されます。Web サイトには、シーケンスを CARD 参照シーケンスと比較するための組み込み BLAST インスタンスと、データ視覚化ツールを使用したレジストーム予測用の RGI Web インスタンスも含まれています。^[1]

コミュニティへの参加

2019年の欧州委員会共同研究センター（JRC）AMRデータベースワークショップに応えて、AMRデータベースキュレーター（NCBI、Resfinder、MEGAResなど）の大多数が関与するAMR遺伝子と変異の共同キュレーションのための「AMR_Curation」パブリックリポジトリが設立されました。アクティブで監視されたキュレーション問題トラッカー、並行するAMRキュレーションメーリングリスト、編集可能なAMRデータベースとソフトウェアのGoogleスプレッドシートリスト、およびキュレーションされたAMRデータベースのWikipediaリストはすべてhttps://github.com/arpcard/amr_curationからアクセスできます。CADは、研究者、ソフトウェア開発者、およびAMRデータキュレーターがこのリポジトリと関連リソースを使用してAMRキュレーションの問題を提出、議論、解決することを推奨しています。GitHubアカウントを持っている人なら誰でも問題を提出できます。^[1]

AMR検出モデル

CARD のモデルオントロジーには、参照ヌクレオチドおよびタンパク質配列のほか、AMR をもたらす変異 (該当する場合) やキュレーションされた BLAST(P/N) ビットスコアカットオフなどの追加の検索パラメータが含まれています。CARD AMR 決定因子の大部分は、タンパク質相同モデル (PHM) またはタンパク質変異モデル (PVM) のいずれかを使用します。PHM は、キュレーションされた BLAST ビットスコアカットオフに基づいて、キュレーションされた参照配列との相同性に基づいて、生の DNA 配列から AMR タンパク質配列を予測します。PVM は同様の検索を実行しますが、抗生物質感受性野生型と抗生物質耐性アレルを区別する特定のキュレーションされた非同義変異またはその他の遺伝子変異 (INDEL、フレームシフトなど) を検出するための追加パラメータが含まれています。^[1]

2017年から、CARDは各検出モデルをキュレーションされたBLASTビットスコアカットオフに移行し、識別力の低いBLAST期待値（E）の使用を中止しました。ビットスコアカットオフは、キュレーションされた参照配列がBLASTによってCARD自体およびGenBankの非冗長データベースと比較されたときにこの識別を実行する値に基づいて選択され、手作業による検査により、一致を類似の抗菌機能の相同体または異なる機能またはAMR遺伝子ファミリーのメンバーシップを持つ類似タンパク質として正しく分類する値を決定します。BLAST期待値（E）の漸近的な性質により、異なるβ-ラクタマーゼ遺伝子ファミリー（CARDのコンテンツのほぼ1/3）間の識別力は非常に低くなりますが、BLASTビットスコアの線形性により、このレベルの識別が可能になりました。^[1]

参照

抗菌薬耐性データベース

参考文献

^ abcdefghi Alcock BP、Raphenya AR、Lau TTY、Tsang KK、Bouchard M、Edalatmand A; et al. (2020). 「CARD 2020: 包括的な抗生物質耐性データベースによる抗生物質耐性監視」。Nucleic Acids Res . 48 (D1): D517–D525. doi :10.1093/nar/gkz935. PMC 7145624 . PMID 31665441. {{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) この記事には、CC BY 4.0 ライセンスに基づいて利用可能なテキストが組み込まれています。
^ Jia, B; Raphenya, AR; Alcock, B; Waglechner, N; Guo, P; Tsang, KK; Lago, BA; Dave, BM; Pereira, S; Sharma, AN; Doshi, S; Courtot, M; Lo, R; Williams, LE; Frye, JG; Elsayegh, T; Sardar, D; Westman, EL; Pawlowski, AC; Johnson, TA; Brinkman, FS; Wright, GD; McArthur, AG (2017 年 1 月 4 日)。「CARD 2017: 包括的な抗生物質耐性データベースの拡張とモデル中心のキュレーション」。核酸研究。45 ( D1 ): D566–D573。doi : 10.1093/nar/gkw1004。PMC 5210516。PMID 27789705。
^ McArthur, AG; Waglechner, N; Nizam, F; Yan, A; Azad, MA; Baylay, AJ; Bhullar, K; Canova, MJ; De Pascale, G; Ejim, L; Kalan, L; King, AM; Koteva, K; Morar, M; Mulvey, MR; O'Brien, JS; Pawlowski, AC; Piddock, LJ; Spanogiannopoulos, P; Sutherland, AD; Tang, I; Taylor, PL; Thaker, M; Wang, W; Yan, M; Yu, T; Wright, GD (2013 年 7 月)。「包括的な抗生物質耐性データベース」。抗菌剤および化学療法。57 (7): 3348–57。doi :10.1128/ AAC.00419-13。PMC 3697360。PMID 23650175。
^ 「CARDウェブサイト」。 2020年6月5日閲覧。

[pmid31665441-1] Alcock BP、Raphenya AR、Lau TTY、Tsang KK、Bouchard M、Edalatmand A; et al. (2020). 「CARD 2020: 包括的な抗生物質耐性データベースによる抗生物質耐性監視」。Nucleic Acids Res . 48 (D1): D517–D525. doi :10.1093/nar/gkz935. PMC 7145624 . PMID 31665441. {{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) この記事には、CC BY 4.0 ライセンスに基づいて利用可能なテキストが組み込まれています。

[2] Jia, B; Raphenya, AR; Alcock, B; Waglechner, N; Guo, P; Tsang, KK; Lago, BA; Dave, BM; Pereira, S; Sharma, AN; Doshi, S; Courtot, M; Lo, R; Williams, LE; Frye, JG; Elsayegh, T; Sardar, D; Westman, EL; Pawlowski, AC; Johnson, TA; Brinkman, FS; Wright, GD; McArthur, AG (2017 年 1 月 4 日)。「CARD 2017: 包括的な抗生物質耐性データベースの拡張とモデル中心のキュレーション」。核酸研究。45 ( D1 ): D566–D573。doi : 10.1093/nar/gkw1004。PMC 5210516。PMID 27789705。

[3] McArthur, AG; Waglechner, N; Nizam, F; Yan, A; Azad, MA; Baylay, AJ; Bhullar, K; Canova, MJ; De Pascale, G; Ejim, L; Kalan, L; King, AM; Koteva, K; Morar, M; Mulvey, MR; O'Brien, JS; Pawlowski, AC; Piddock, LJ; Spanogiannopoulos, P; Sutherland, AD; Tang, I; Taylor, PL; Thaker, M; Wang, W; Yan, M; Yu, T; Wright, GD (2013 年 7 月)。「包括的な抗生物質耐性データベース」。抗菌剤および化学療法。57 (7): 3348–57。doi :10.1128/ AAC.00419-13。PMC 3697360。PMID 23650175。

[cardweb-4] 「CARDウェブサイト」。 2020年6月5日閲覧。