红色毛癣菌的适应性进化和系统发生动态分析

The dermatophytes are the most common pathogenic fungi, which primarily causes tinea unguium, tinea pedis, and sometimes tinea corporis. The infection rate and recurrence rate were high and rising recently. At present, over 500 million dollars are spent on the treatment of dermatophytes worldwide every year. Trichophytosis rubrum was responsible for more than 80% of the cases of dermatophytic infection. Our early studies suggested that there was a significant correlation between the genetic diversity of T. rubrum and the population size of sampling sites. And we also found that the population of T. rubrum can be separated into two lineages and both of them coexist at every sampling site. On the basis of this, we will analyze the population of T. rubrum with the more systematic sampling plan and more advanced techniques of genomics and metagenomics. Phylodynamics and adaptive evolution of Trichophyton rubrum will be the focus of our research. Our study aims to demonstrate whether there were different characteristics of adaptive evolution in different lineages and there were relations between epidemiological features and genetic diversity of T. rubrum.

皮肤癣菌是最常见的病原真菌，主要引起头癣、手足癣、体癣、甲癣等。皮肤癣菌的感染率和复发率一直居高不下，且近年来有上升的趋势。目前，每年全世界约有5亿美元用于皮肤癣菌的治疗。皮肤癣菌感染中，约80%以上由红色毛癣菌引起。科学防治红色毛癣菌，需要深入研究其群体遗传特征。在申请人的前期工作中，发现我国红色毛癣菌群体呈出现出两个特征：群体遗传多态性和采样点的人口数量呈正相关关系；整个群体分化为两个谱系，且两个谱系并存于每一个采样点。在此基础上，本项目拟借助基因组学和宏基因组学的理念和方法，以群体遗传学和适应性进化的视角，从大范围的群体和单个宿主身上的小群体这两个研究层次，对红色毛癣菌群体进行系统地梳理，最后聚焦于两个科学问题：在宿主选择压力下，红色毛癣菌会呈出什么样的适应性进化特征；红色毛癣菌遗传多态性呈现什么样的分布格局，和红色毛癣菌感染的流行病学动态之间又存在什么样的联系。

皮肤癣菌分布广泛，是最常见的致病真菌，可引起体癣、股癣、甲癣和手足癣等浅表真菌病。根据流行病学数据，红色毛癣菌感染占皮肤癣菌感染的80％以上。本课题在前期工作的基础，系统地对全国浅表真菌真菌感染进行分析，并针对选择了红色毛癣菌的代表性菌株进行基因组测序及群体基因组学分析。结果表明：海南岛的红色毛癣菌起源于特殊的历史事件。随着海南岛与内陆交流的增加，人员及货物频繁进入岛内，在这一交流的过程中少量的红色毛癣菌由岛外进入海南岛，在岛内传播和增殖过程中经历了奠基者效应。海南岛的红色毛癣菌进化时间不长，与岛外菌株相比未出现明显的遗传分化，但岛内菌株呈现出独立进化的趋势。本研究首次从生态和进化的角度对红色毛癣菌这一病原微生物进行系统的梳理，完善了病原真菌的群体遗传学信息，并且为红色毛癣菌防治策略的制定提供了理论依据。此外，本课题的开展过程中，以课题需求和实际应用需求为导向，开发了基于环介导的等温扩增、高分辨率熔解曲线、微卫星分型分析等技术，并将应用拓展到相关的病原真菌。目前，本课题培养了硕士研究生1名，发表中文核心期刊3篇，SCI论文1篇，在投SCI论文1篇（under review）。