Beside practical implications, this case study also gives insight into
which basic statistical elements need to be considered before an association
can be a subject for further analysis. That is,
1. The power for analysis needs to be sufficient in order to be able to
detect an effect.
2. An optimal number of strains need to be established to get a representative
view of the whole (molecular) population.
3. One should correct for population structure before proceeding with
further molecular data analysis.
For now, the number of strain samples is very limited for GWAS
purposes, and the aim is to continue combining not outbreak biased
genotypic with phenotypic STEC O157 data to build a valid statistical
model.
Biological confirmation is an essential step before ‘significant’ SNPs
can be identified as the cause of hazardous strains. This process consists
of,
1. Deletion and complementation studies (according to the principle of
Koch's molecular postulates) to establish the causal relationships.
2. Quantification and calibration of how many differences (e.g. SNP
variants) between genomes will lead to treating them as separate
categories needs to be established.
3. Reproducibility of the analysis (both experimental and statistical) is a
prerequisite for assigning any SNP with a biological relevance. This
involves both biological and technical replicates to address variability
in the phenotypic response during the statistical analysis.
4. Linking epidemiological data to show the study how disease outcomes
following infection are determined by the pathogen or by
host factors. Human cases caused by any of the isolates with known
phenotype can be used to study the association between phenotype
(e.g. adherence to the gut epithelium, and growth rate) and disease
outcome in humans. The inclusion of outbreak strains facilitates this
construction.
Finally, applying the outcomes of statistical associations (confirmed
by reproducible data) to microbiological risk assessment, raises the
following issues:
1. Integration. A systems biology approach is probably the best way
forward to make a link from single scale in vitro testing to a multiple
scale interpretation of effects.
2. Anchoring. Translation of molecular investigations to human health
risk is still a challenge.
3. Communication. Current policy strategies (e.g. target setting) are
based on serovar/serotype level research. This will only change
when (statistically) validated model systems can be applied in the
domain of public health food safety.
4. Technology. Although not fully expressed in this study, there is a
need for development of ‘open data’ systems to support rapid progression.
The increasing generation of high throughput data on a
global scale needs a central (sentinel) organization to facilitate comparison
of risk relevant outputs from individual investigations.
6. Concluding remarks
The bottleneck in the application of molecular tools for microbiological
risk assessment has shifted from data acquisition (costs, time) to
data analysis and systems approaches. The inability to draw systematic
conclusions from this study to STEC in general, represents a bottleneck
in the flow of large volumes of WGS data into food safety knowledge.
This has, in more general terms, been described by Bromberg (2013).
The paradigm change involves the translation of multidimensional
information on genotype level (in the order of over 103 genes, 104
SNPs, etc.) via reduced information on phenotype level (in the order
of 101 biologically relevant characteristics for MRA, like growth rate,
survival, attachment to the gut epithelium, and acid tolerance) to a
single measure of risk, such as the number of human cases of illness.
Future computational assessments of genetic data should aim at solving
this mapping problem without losing biologically relevant information
for MRA. Not until then can risk assessors provide reliable answers
from WGS data to the posed health questions of a policy maker in an
accessible manner.
Acknowledgments
We are very grateful to Alex Bossers and Frank Harders (CVI,
Wageningen University, The Netherlands) and Jim Bono (U.S. Meat Animal
Research Center, USDA, USA) for performing the whole genome
sequencing of the human and animal E. coli O157 strains.
The authors thank Eric Evers for his valuable comments during the
preparation of this manuscript. This research is funded by the strategic
program of the RIVM (SPR) (S/114001). With this program RIVM is contributing
to the development of expertise and innovative research projects,
to prepare RIVM for questions that may arise in the future. Gary
Barker is supported by the Biotechnology and Biological Sciences
Research Council (BB/J004529/1), UK.
นอกจากผลปฏิบัติ กรณีศึกษานี้ยังให้ข้อมูลเชิงลึกใน
ซึ่งองค์ประกอบทางสถิติเบื้องต้นต้องพิจารณาก่อนสมาคม
ได้เรื่องสำหรับการวิเคราะห์ต่อไป คือ ,
1 พลังการวิเคราะห์ความต้องการให้เพียงพอ เพื่อที่จะสามารถตรวจสอบผล
.
2 เป็นจำนวนที่เหมาะสมของสายพันธุ์ที่ต้องให้ตัวแทน
ตั้งขึ้นมุมมองของประชากรทั้งหมด ( โมเลกุล ) .
3 ควรแก้ไขโครงสร้างประชากรก่อนที่จะดำเนินการต่อไประดับโมเลกุลการวิเคราะห์ข้อมูล
.
ตอนนี้ จำนวนกลุ่มตัวอย่างที่เมื่อยมาก จำกัด เพื่อวัตถุประสงค์ gwas
และจุดมุ่งหมายคือการระบาดต่อไปไม่ลำเอียง
การทดสอบกับข้อมูล STEC เป็นสมาชิกฟีโนไทป์ที่จะสร้างสถิติ
ถูกต้องแบบยืนยันทางชีวภาพเป็นการสรุปขั้นตอนก่อนที่ snps
' สำคัญ ' สามารถระบุสาเหตุของสายพันธุ์ที่อันตราย กระบวนการนี้ประกอบด้วย
,
1 การลบ Complementation Studies ( ตามหลักของโมเลกุล
โคช์สสมมุติฐาน ) เพื่อสร้างความสัมพันธ์เชิงสาเหตุ .
2 ปริมาณและการสอบเทียบกี่ความแตกต่าง SNP
( เช่นตัวแปร ) ระหว่างจีโนมจะนำไปสู่การรักษาพวกเขาเป็นประเภทแยก
ต้องก่อตั้ง .
3 ตรวจสอบการวิเคราะห์ ( การวิจัยและสถิติ ) เป็นเบื้องต้นสำหรับการใด ๆ
SNP ที่มีความเกี่ยวข้องทางชีวภาพ นี้เกี่ยวข้องกับทั้งทางชีวภาพและเทคนิคซ้ำ
อยู่ที่ความแปรปรวนในการตอบสนองของเซลล์ในระหว่างการวิเคราะห์ทางสถิติ .
4การเชื่อมโยงข้อมูลทางระบาดวิทยาเพื่อแสดงผลการศึกษาว่าโรคการติดเชื้อ
ต่อไปนี้จะถูกกำหนดโดยเชื้อโรค หรือโดย
ปัจจัยเป็นเจ้าภาพ กรณีมนุษย์ที่เกิดจากการใด ๆของสายพันธุ์ด้วยกัน
+ สามารถใช้ในการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างฟีโนไทป์
( เช่นในอุทร เยื่อบุผิว และอัตราการเจริญเติบโต และโรค
ผลในมนุษย์ การระบาดในสายพันธุ์นี้
การก่อสร้าง
ในที่สุด การใช้ผลของสมาคมสถิติ ( ยืนยัน
โดยข้อมูลจำลอง ) การประเมินความเสี่ยงทางจุลชีววิทยา , ยกประเด็นต่อไปนี้ :
1 การบูรณาการ เป็นระบบชีววิทยาแบบอาจเป็นวิธีที่ดีที่สุด
ข้างหน้าเพื่อให้เชื่อมโยงจากระดับเดียวในการทดสอบหลอดทดลองกับหลายระดับการตีความผล
.
2 ทอดสมอ .แปลภาษาตรวจสอบโมเลกุลเพื่อความเสี่ยงต่อสุขภาพมนุษย์ยังคงท้าทาย
.
3 การสื่อสาร กลยุทธ์นโยบายในปัจจุบัน ( เช่นการตั้งค่าเป้าหมาย )
ตามซีโรวาร์ / หรือการวิจัยระดับ นี้จะเปลี่ยน
เมื่อ ( สถิติ ) ตรวจสอบรูปแบบระบบสามารถใช้ใน
โดเมนความปลอดภัยของอาหารสาธารณสุข .
4 เทคโนโลยี แม้ว่าจะไม่ได้แสดงความสามารถอย่างเต็มที่ในการศึกษานี้มี
ความต้องการการพัฒนาของ ' เปิด ' ข้อมูลระบบจะสนับสนุนก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว .
เพิ่มการผลิตสูง throughput ข้อมูลบน
ระดับโลกต้องการกลาง ( Sentinel ) องค์กรเพื่ออำนวยความสะดวกการเปรียบเทียบผลผลิตที่เกี่ยวข้อง ความเสี่ยงจากการสอบสวน
บุคคล .
6 สรุปข้อสังเกต
คอขวดในการใช้เครื่องมือทางจุลชีววิทยาระดับโมเลกุลสำหรับ
การประเมินความเสี่ยง ได้เปลี่ยนจากการแสวงหาข้อมูล ( เวลาค่าใช้จ่าย )
การวิเคราะห์ข้อมูลและวิธีระบบ ไม่สามารถที่จะหาข้อสรุปได้อย่างเป็นระบบ
จากการศึกษานี้ STEC โดยทั่วไปเป็นคอขวด
ในการไหลของข้อมูลในไดรฟ์ข้อมูลขนาดใหญ่ของ wgs ความรู้ความปลอดภัยด้านอาหาร
นี้ได้ ในแง่ทั่วไปมากขึ้นได้รับการอธิบายโดยแบรมเบิร์ก
( 2013 )การเปลี่ยนกระบวนทัศน์เกี่ยวกับการแปลของข้อมูลหลายมิติ
ในระดับพันธุกรรม ( ในลำดับของยีนกว่า 103 , 104
snps ฯลฯ ) ผ่านทางข้อมูลการลดระดับ ( ในทางชีววิทยาที่เกี่ยวข้องเพื่อ
101 ประกอบด้วยคุณลักษณะ เช่น อัตราการเจริญเติบโต ,
รอดตาย ยึดติดกับเยื่อบุผิวของกระเพาะ และกรด ความอดทน ) เป็นวัดเดียว
ของความเสี่ยงเช่น จำนวนของกรณีของการเจ็บป่วย
ในอนาคตการคำนวณการประเมินข้อมูลพันธุกรรมควรมุ่งแก้ไขปัญหาแมปนี้โดยไม่สูญเสียชีวภาพ
สำหรับข้อมูลที่เกี่ยวข้อง MRA ไม่จนแล้วยังเสี่ยงชดใช้ให้
คำตอบที่เชื่อถือได้จากข้อมูล wgs การวางสุขภาพคำถามนโยบายในลักษณะเครื่อง
ขอบคุณที่สามารถเข้าถึงได้เราขอบคุณ อเล็กซ์ bossers และแฟรงค์ harders ( ระบบ
, มหาวิทยาลัย , เนเธอร์แลนด์ ) และจิม โบโน ( สหรัฐอเมริกา
เนื้อสัตว์ ศูนย์วิจัย , USDA , USA ) แสดงลำดับจีโนมทั้งหมดของมนุษย์ และสัตว์
เป็นสมาชิก E . coli สายพันธุ์ ผู้เขียนขอขอบคุณ อีริค เอเวอร์สำหรับความคิดเห็นของเขาที่มีคุณค่าในระหว่าง
การเตรียมต้นฉบับนี้ งานวิจัยนี้ได้รับทุนสนับสนุนจากยุทธศาสตร์
โปรแกรมของ rivm ( SPR ) ( S / 114001 ) ด้วยโปรแกรมนี้ rivm จะเกิด
ที่จะพัฒนาความเชี่ยวชาญและโครงการวิจัยนวัตกรรม ,
เตรียม rivm สำหรับคำถามที่อาจจะเกิดขึ้นในอนาคต แกรี่
บาร์เกอร์ได้รับการสนับสนุนโดยเทคโนโลยีชีวภาพและวิทยาศาสตร์ชีวภาพ
สภาวิจัย ( BB / j004529 / 1 ) , สหราชอาณาจักร
การแปล กรุณารอสักครู่..
