高通量测序助力疫情病原体快速确定
新型冠状病毒还在肆虐,让人们不禁想起年的非典。17年后的今天,基因检测技术飞速发展,对病毒研究的不断深入,也使得我们能在短时间内识别此次致病病原体,并为我们赢得了及早防控的时间,避免了病毒更大规模地扩展。
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此次新型冠状病毒的快速确认很大程度上依赖于基因测序技术,特别是高通量测序技术。此外,基因测序也被指定为新型冠状病毒的诊断手段之一。在新冠病毒诊疗方案(试行第五版),在诊断标准中,明确指出:
(二)确诊病例。
疑似病例,具备以下病原学证据之一者:
1.呼吸道标本或血液标本实时荧光RT-PCR检测新型冠状病毒核酸阳性;
2.呼吸道标本或血液标本病毒基因测序,与已知的新型冠状病毒高度同源。
可见,基因测序不仅在新型病原体发现中起着决定性的作用,在病原体诊断中也有着重要作用。接下来小编从高通量测序在临床诊断中的应用、高通量测序测序平台以及高通量测序实验室建立几个方面,医院需要具备的新技能。
02高通量测序在临床诊断中的应用
在临床诊断中,高通量测序可以分为两种方式,一种是鸟枪法宏基因组测序,一种是靶向测序。
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鸟枪法宏基因组测序,通过直接从临床样本中提取全部微生物的核酸,构建文库,进行高通量测序,之后与数据库进行比对,从而获取样本中病原体信息。
鸟枪法宏基因组测序的对象是样本中的总核酸,不需要对微生物进行分离培养和纯化,这对我们认识和利用95%以上的未培养微生物提供了一条新的途径。在对于未知病原体感染的临床重症,鸟枪法宏基因组测序能够快速找到相应的病原体,为疾病的后续治疗提供依据。
靶向测序,则将测序对象更精细化,只对感兴趣的病原体进行测序,能够提高检测的灵敏度和准确度,在常规感染与抗生素耐药性鉴别中优势明显。
宏基因组测序
靶向测序
描述
直接对临床样本的核酸进行高通量测序,之后与数据库进行比对,获取样本中病原体信息
从临床样本的核酸中,使用探针捕获,或引物扩增的方式,对几种甚至几千种的病原体核酸进行高通量测序,之后与数据库进行比对,获取样本中病原体信息
特点
无偏好性,可以一次检测出样本中所有潜在病原体,包括细菌,病毒,真菌,寄生虫等
增加测序数据中感兴趣的病原体信号,敏感性更高
应用场景
感染疑难杂症,或免疫缺陷患者(潜在的感染谱更广)
常规感染,抗生素耐药性鉴别
03高通量测序测序平台介绍
目前高通量测序平台生产有Illumina(因美纳),ThermoFisher和华大三家公司,其中“Illumina(因美纳)”对于高通量测序从业人员来说,是一个众所周知的词汇。
作为全球高通量测序系统生产的领先企业,Illumina(因美纳)公司自年进入基因测序市场至今,已陆续发布了一系列各具特色的测序系统并在市场上广泛应用。并于年1月13日,在JP摩根健康大会(JPM)发布了最新的NextSeq?和NextSeq?测序系统。
IlluminaNextSeq测序系统
1月30日线上发表在《Lancet》杂志上的文章《Genomiccharacterisationandepidemiologyofnovelcoronavirus:implicationsforvirusoriginsandreceptor》中,提到的国家CDC测序策略也是在Illumina(因美纳)的测序平台MiSeq或iSeq上进行的。
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