专栏首页简说基因(一)概述:NGS测序在病原微生物检测中的应用

(一)概述:NGS测序在病原微生物检测中的应用

❝NGS 技术在临床上的应用逐步趋于成熟,从早期的肿瘤基因检测,到如今大热的微生物病原核酸检测,NGS 技术以其快速、准确和高分辨率的特点,发挥着无可替代的作用。 ❞

微生物在地球上无处不在,从陆地到海洋,从衣物到皮肤,甚至我们的身体内部。

繁衍、变异、自然选择和生存斗争,是所有生物必须经历的。

因为生命的第一要义,是生存。

为了生存,必须斗争,生物之间为了争夺资源,以及生物与自然环境之间,都存在着斗争 ,在这个过程中,有些微生物能够与人类和平共处,甚至互利共生,而有的微生物则会使人患病,通常有细菌、真菌、病毒、支原体,以及衣原体,这些就是临床上的病原微生物。

冠状病毒示意图

自然选择需要经历漫长的过程,但是近年来环境污染,药物滥用,加快了病原微生物的进化速度,耐药菌,超级菌的出现,严重威胁着人类健康。

还有一些微生物,本来与人类没有交集,原先只存在于自然界,而有人为了猎奇,食用野生动物,从而把这些动物身上携带的病毒带到了人类社会,如本世纪初的非典病毒(Severe Acute Respiratory Syndromes, SARS)就是例子,这类新型病毒对公共卫生健康形成了巨大的挑战,个别人的贪婪,给全世界的人们带来了巨大的灾难。

当健康受到了威胁,对付细菌,人类发明了抗生素, 对付病毒,发明了抗病毒药物,但要如何治疗,第一步是找出元凶,而这在临床上往往存在困难。

传统的血常规,或者器官和组织的影像学指标能够判断感染的可能性,但并不能作为确诊的依据,比如血常规只能告诉你是否有细菌或病毒感染,但不能告诉你是什么细菌或病毒,还需要进一步检查才能确诊,以便对症下药。

实验室检查,如抗原检测、核酸检测、代谢产物检测以及毒素检测才是明确感染、指导治疗和判断预后的重要手段。

  • 细菌和真菌检测。通常需要先进行分离培养,再结合生化反应进行鉴定,并进一步进行药物敏感性试验,这种模式是临床微生物实验室惯用的经典模式,为临床解决了很多关键问题,然而其周期长、阳性率低、通量低等弊端往往难以满足临床日益增长的需求。
  • 病毒、支原体、衣原体检测。难以像细菌一样进行分离培养,通常采用分子生物学方法如聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction, PCR)测定核酸,灵敏快速,但只限于已知病原体的检测,且检测结果提供的信息相对有限,难以解决由变异带来的医学问题。

为了克服传统方法的不足,下一代测序技术(Next-generation sequencing technology,NGS)在病原微生物检测中的应用具有非常大的优势,如:

  • 通量大,一次可检测成百上千个物种,特别是未知的病原,测定其核酸序列是必不可少的手段;
  • 直接测定病原微生物的核酸序列,能为临床提供准确的诊断依据,如物种鉴定、分型以及耐药突变等;
  • 更低的检测限,即使病原微生物的丰度很低,也能够检测到。

当然,NGS 的缺点也是有的:

  • 相对于 PCR,时效性处于劣势;
  • 成本较高,暂时不会完全取代现行的常规鉴定手段。

即便有不足,但 NGS 的技术优势更为明显,在疑难微生物,以及难以培养甚至无法分离培养的少见菌属的鉴定,特别是新型病原微生物的暴发流行监测方面,NGS 快速、准确和高分辨率的特点,使其成为病毒鉴定的金标准,在流行病学分型中发挥着重要作用。

新型冠状病毒(Corona Virus Disease 2019, COVID-19)正肆虐全球,目前尚无疫苗和特效药,人们除了戴口罩,注意个人卫生以及增加社交距离外别无他法,面对汹涌的疫情,再一次提醒人类,要放下自己是万物之灵的傲慢,因为微生物才是当之无愧的地球之王,它们在这个星球上生存的历史比人类更长,种类和数量也比人类要多得多。

佩戴口罩防病毒感染

我们不能,也不应该试图消灭所有微生物。我们之间的关系,不只有对抗,还有合作,但是当我们的健康受到威胁时,也要勇于斗争。

物竞天择,适者生存,人类与微生物的合作与斗争,必将永远进行下去。


本文分享自微信公众号 - 简说基因(jianshuojiyin),作者:简说基因

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2020-09-02

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

  • 《基因大数据智能生产及分析》笔记

    基因慧的行业报告整体上不错,这次《基因大数据智能生产及分析》也不例外,一口气读完,感受是智能化是行业趋势,打工人的日子更难了。文章有点长,没时间看的话你可以拉到...

    简说基因
  • 科普任重而道远:生物信息为什么要学 Linux?

    生物信息学是真正的大数据专业,对计算资源要求较大,很多时候需要在服务器上分析数据,而 Linux 是最常用的服务器操作系统。

    简说基因
  • 病原微生物扩增子数据分析实战(一):bcl2fastq软件完成数据拆分

    所以理论归理论,最终要落实到分析代码上,咱们从这一篇开始,介绍一套扩增子数据分析流程。

    简说基因
  • [LeetCode] 152. Maximum Product Subarray

    【原题】 Find the contiguous subarray within an array (containing at least one nu...

    用户1148830
  • Spark内核详解 (2) | Spark之间的通讯架构

    Spark 内置的RPC框架前后共有两种架构,一个是在Spark2.0.0中被移除的Akka,一个则是借鉴了Akka 的 Actor 模型的Netty

    不温卜火
  • LVS-2.体系结构

    这里介绍LVS集群的通用体系结构,设计原则和相应特点;LVS集群应用于建立可伸缩的Web,Media,Cache和Mail等网络服务。

    悠扬前奏
  • 我的八年博士生涯——CMU王赟写在入职Facebook之前

    下周一我就要开始在 Facebook 上班了。趁入职之前,我想写一写我博士生涯的感悟;再不写就要凉啦。

    昱良
  • CMU博士生一文感慨8年学术生涯

    下周一我就要开始在 Facebook 上班了。趁入职之前,我想写一写我博士生涯的感悟;再不写就要凉啦。

    新智元
  • 我的八年博士生涯——CMU王赟写在入职Facebook之前

    下周一我就要开始在 Facebook 上班了。趁入职之前,我想写一写我博士生涯的感悟;再不写就要凉啦。

    机器之心
  • 20步打造最安全的Nginx Web服务器

    Nginx是一个轻量级的,高性能的Web服务器以及反向代理和邮箱(IMAP/POP3)代理服务器。它运行在UNIX,GNU/Linux,BSD各种版本,Mac ...

    后端技术探索

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券