基于纳米孔测序技术的呼吸道病原体快速确认
2020-03-27叶福强李鹏韩一芳张琪林彦锋王凯英王太武宋宏彬王长军汪春晖张锦海
叶福强 李鹏 韩一芳 张琪 林彦锋 王凯英 王太武 宋宏彬 王长军 汪春晖 张锦海★
近年暴发的西非埃博拉出血热(2014年)、巴西寨卡病毒病(2015年)和尼日利亚拉萨热疫情(2018年)等新发传染病对疫区民众的生命健康造成巨大威胁[1-6]。为了有效遏制传染病蔓延,亟需快速有效的病原体检测确认技术。常用的聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)扩增技术对未知病原或高突变率病原检测能力有限。现有的二代高通量测序平台虽然具备鉴别病原微生物的能力[1,7-11],但对实验室环境要求苛刻,文库制备流程复杂,也限制其大规模的现场快速检测应用。
由Oxford Nanopore Technologies(ONT)开发的三代测序平台MinION,通过捕捉DNA/RNA 经过纳米孔时引起的电流变化来鉴别核苷酸[12-13]。其在病原体现场快速检测方面具有诸多优势:①便携。总质量仅为87 g,可应用于现场检测[14-17]。②供电方式简单。USB 3.0 接口即可保证测序仪稳定运行。③测序数据实时产出即时分析。④读长长。现有报道的最长测序读长~2.3 Mb[12]。当前该平台已用于人类血液、尿液和呼吸道样本里的病毒和细菌病原体检测[7,18-19],也为西非埃博拉病毒病以及巴西寨卡病毒暴发疫情的病原确认和流行病学调查提供了关键线索[5,20-22]。为了验证纳米孔测序技术在呼吸道病毒病原体应急检测中的可行性,笔者使用MinION 对上呼吸道感染患者的咽拭子标本进行快速测序及病原学分析,并采用PCR 实验验证测序结果。
1 材料和方法
1.1 材料和设备
咽拭子标本由东部战区疾病预防控制中心于2019年3月在流感网络实验室运行期间采集于某部1 名士兵,该患者因出现发热、咳嗽、流涕等症状就医,初步诊断为上呼吸道感染,病原不明。……
