宏基因组二代测序在感染性疾病中的应用进展*
2021-03-07胡晓熠王惠明
胡晓熠 王惠明
感染性疾病为临床常见疾病,其防治重要性日益凸显,而相关病原体常规检测方法存在周期长,阳性率低等缺点,难以满足临床需求。下一代基因测序(Next Generation Sequencing,NGS)也称高通量测序或大规模并行测序,是一种将数百万甚至数亿条DNA片段同时和独立测序的技术,为感染性疾病的临床防治提供了新的方法,也为公共卫生事件调查和发现新的传染病,以及开发疫苗及研究抗菌药物等提供了技术支持。
NGS技术在临床微生物的检测应用包括全基因组测序、16rRNA基因测序和宏基因组二代测序(Metagenomic Next Generation Sequencing,mNGS)等。mNGS是一种平行检测样本所有核酸(DNA和/或RNA)的方法,可以快速、高效、准确地获得检测样本的基因组信息,从而分析出致病病原体,指导临床诊断和治疗,其潜力和优势已被越来越多的研究所证实[1,2]。本文综述mNGS在细菌、真菌、病毒和寄生虫等感染中的诊断优势和临床应用进展。
1 NGS技术简介
2005年Roche公司率先推出基于微乳液PCR技术的NGS技术,标志着NGS时代的到来[3]。随后众多科研机构和生物公司均相继开展这一技术的研究工作,目前常见的有Roche公司的454测序、Illumina公司的Solexa测序以及ABI公司的SOLID测序[4]。不论是基于乳液PCR技术还是桥式PCR技术的测序方法,本质都是将目标DNA或RNA片段先碎片化,通过对小片段核酸的扩增和精准测序,并与已知参考基因片段进行对比、定位和整合分析,进而通过计算机算法获得目标核酸的完整序列[5]。
2 mNGS检测的临床应用
近年来,许多新发感染不断出现,埃博拉病毒及新型冠状病毒的传播,疑难感染病例的增多,耐多药病原体(产碳青霉烯酶的革兰氏阴性菌)的产生等[6],传统的检测方法如培养、核酸扩增试验等已很难满足临床需求。……
