NGS在病原微生物檢測中的應(yīng)用

時間：2021-11-17作者：廣東省華微檢測股份有限公司瀏覽：379

NGS在病原微生物檢測中的應(yīng)用

1、感染性疾病病原體的鑒定

傳統(tǒng)的檢測方法主要有涂片鏡檢，生化反應(yīng)和*學(xué)檢測等等，但存在周期長、過程復(fù)雜以及靈敏度低等特點。PCR技術(shù)的出現(xiàn)部分解決了上述的問題，但是難以解決未知微生物檢測的難題。而NGS檢測*對病原體進行分離培養(yǎng)，也不依賴于已知的核酸序列設(shè)計引物等，可直接對標本進行測序鑒別，大大縮減建庫時間，提高診斷效率，尤其在未知病原微生物檢測方面有**的優(yōu)勢。

目前NGS在病原微生物鑒定方面主要有兩種形式：rRNA多樣性測序和全基因組測序，前者偏向細菌、真菌的鑒定以及菌群分析，后者獲取的信息較為全面，一般偏重病毒鑒定。

2、病原體耐藥及毒力特征檢測

在當(dāng)前的抗生素不規(guī)范使用以及宿主*等重重壓力下，病原體勢必在毒性以及耐藥方面有進化。這種高毒性的以及高耐藥性的菌株往往是導(dǎo)致感染性疾病發(fā)病率、死亡率居高不下的重要原因。

臨床上耐藥性及毒性檢測方法主要是體外藥物敏感性試驗、耐藥菌表型檢測等方法。這些方法操作繁瑣，且較費時、費力。NGS技術(shù)通量高、快速，在一次測序反應(yīng)中即可獲得細菌整個基因組的耐藥、毒力等相關(guān)基因信息，有助于揭示病原體毒力及耐藥機制，對臨床**及指導(dǎo)用藥均具有重要意義。

3、病原體分型及流行溯源

目前病原體分型方法主要有多位點序列分型、脈沖場凝膠電泳、多位點串聯(lián)重復(fù)序列分析技術(shù)等。這些技術(shù)可檢測病原體的型別，但分辨率較低，對于相似或變異度較高的病原體如病毒等則難以區(qū)別。而 NGS則彌補了此項缺陷，通過檢測病原體全基因組序列，獲得全部遺傳信息，被認為是分辨率較高的病原體分型方法。

近年來抗生素的不規(guī)范使用甚至濫用，使細菌耐藥情況日益**，耐藥菌株在醫(yī)院內(nèi)的暴發(fā)時有發(fā)生。NGS技術(shù)在對耐藥菌等病原體進行分型的基礎(chǔ)上，可以判斷同源性遠近，分辨不同的進化路線，成為追蹤病原體不可或缺的重要手段。

4、腸道微生物菌群宏基因組測序分析

宏基因組學(xué)（Metagenomics）：以微生物生態(tài)群落中所有微生物的基因組為研究對象，通過直接從環(huán)境樣本中提取全部微生物的DNA或者RNA構(gòu)建宏基因組文庫，研究群落中物種組成和功能組成、同一個群體內(nèi)不同微生物的相互作用、微生物群落與宿主之間的相互作用，并進行不同表型的樣品比較分析，來解釋生物學(xué)現(xiàn)象。

近年來腸道微生物相關(guān)研究愈趨火熱，不少研究表明，腸道菌群與宿主共生共進化，在營養(yǎng)代謝等方面影響人體健康，腸道微生態(tài)失衡與人體諸多疾病存在密切關(guān)系。腸道微生物中關(guān)鍵功能菌較是有可能成為疾病診治的新型生物標志物和**靶點。2015年《科學(xué)》雜志還發(fā)文呼吁發(fā)起“聯(lián)合微生物組計劃”。而NGS測序有望憑借其數(shù)據(jù)通量高、成本低、速度快的特點，成為研究腸道微生物和宏基因組學(xué)的有力工具。

NGS在應(yīng)用中面臨的主要挑戰(zhàn)

雖然NGS在病原微生物的檢測中有著明顯的優(yōu)勢，但是也依然面臨不少挑戰(zhàn)：

1、參考數(shù)據(jù)庫的完整性。微生物檢測鑒定的準確性很大程度上取決于參考數(shù)據(jù)庫的范圍與完整性；

2、臨床標本的復(fù)雜性。臨床標本來源復(fù)雜多樣，可能存在病原體信息太少而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或病原體數(shù)據(jù)混雜在正常菌群中難以區(qū)分;

3、NGS測序技術(shù)的局限性。目前的分析質(zhì)量依賴于測序質(zhì)量、基因組組裝的質(zhì)量以及參考基因組序列的選擇和質(zhì)量；

4、質(zhì)量控制和標準化。參考基因組的選擇，分型方法如何選擇等，目前尚未建立不同標本測序前處理和參數(shù)設(shè)置的統(tǒng)一標準。

NGS技術(shù)被認為是一種較具應(yīng)用前景的實驗技術(shù)，盡管依然路途艱辛，但隨著測序成本的降低以及測序技術(shù)的進步，相比較于其他的檢測方法，NGS在病原微生物檢測行業(yè)的優(yōu)勢逐漸凸顯，必將成為臨床診斷的有力工具。目前國內(nèi)的基因檢測市場空間巨大，臨床醫(yī)師也越來越認識到這項技術(shù)的**，加上目前初始階段的從業(yè)者們在參考數(shù)據(jù)庫構(gòu)建等方面的持續(xù)耕耘，病原微生物基因檢測市場有較廣闊的空間亟待發(fā)掘。

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