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Nature子刊:新方法快速检测下呼吸道感染

【字体: 时间:2019年07月19日 来源:生物通

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  近日,英国东安格利亚大学Justin O'Grady博士领导的研究团队开发了一种宏基因组学检测的新方法,并发表在《Nature Biotechnology》杂志7月刊的封面。

  

近日,英国东安格利亚大学Justin O'Grady博士领导的研究团队开发了一种宏基因组学检测的新方法,并发表在《Nature Biotechnology》杂志7月刊的封面。

这种经过优化的研究方案针对细菌性下呼吸道感染,可从临床呼吸道样本中去除高达99.99%的宿主核酸,并利用纳米孔测序仪器在6小时内准确识别病原体和抗生素抗性基因。

每年全世界约有300万人死于肺炎等下呼吸道感染。目前,细菌性下呼吸道感染(LRI)临床诊断的金标准主要是采集患者样本进行细菌培养,但其周期慢且敏感性差。在此期间,患者通常被给予广谱抗生素治疗。然而过量使用广谱抗生素也是驱动抗微生物药物耐药性发展的主要因素之一。

相对于细菌培养,宏基因组测序可以更快地鉴定细菌性下呼吸道感染病原体。不过,呼吸道样本中存在大量人DNA,需要使用特定方法去除,因此跟它打交道非常困难。该研究克服了一些迄今为止阻碍临床宏基因组学广泛应用的障碍,包括从患者提供的样品中快速有效地去除人DNA的方法步骤,只留下病原体DNA用于测序。


图片来自原文

Justin O'Grady博士领导的团队开发了一种新颖的宏基因组学方法,能够快速检测细菌性下呼吸道感染。这种方法采用皂苷(saponin)来去除宿主DNA,并利用纳米孔测序进行实时检测。研究人员首先对疑似下呼吸道感染患者的40个样本进行了可行性研究。在对方法进行优化改良后,他们又对另外41个呼吸道样本进行检测。

在此过程中,他们使用便携式的MinION测序装置来促进实时测序、数据生成和分析,并将样品到结果的时间缩短至6小时。这种装置的便携性意味着它可以在更靠近患者的地方使用,减少了将样品送到中心实验室所花费的时间。

与培养法相比,优化的方法对病原体检测的敏感性为96.6%,特异性为41.7%,可以准确检测抗生素抗性基因。在确认定量PCR和pathobiont特异性基因分析后,特异性和灵敏度增加至100%。这表明纳米孔宏基因组学可以在细菌性下呼吸道感染研究中快速准确地鉴定病原菌,并可能助力减少广谱抗生素的使用。

“临床宏基因组学具有彻底改变感染性疾病诊断的前景。我们的研究描述了首个快速、经济且准确的临床宏基因组检测,并且能够很快地应用在临床场景中,”O'Grady博士表示。

原文检索

Nanopore metagenomics enables rapid clinical diagnosis of bacterial lower respiratory infection

Nature Biotechnology 37, 783–792 (2019)

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