检验医学社区

 找回密码
 注册

扫一扫,访问微社区

新浪微博登陆

只需一步, 快速开始

查看: 1144|回复: 1

[实验诊断综合] 全基因组测序在结核病中的临床应用

[复制链接]
nflab 发表于 2016-5-5 05:47:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
  在今年4月9-12日举行的欧洲临床微生物学和感染病大会(ECCMID)上,研究人员从多个方面探讨了全基因组测序(WGS)在临床感染疾病中的应用。除了耐药性预测和对抗流感外,来自英国的两个研究人员还介绍了他们的研究,利用WGS进行结核病的诊断,耐药类型分析,甚至可能帮助从一般人群中消除结核分枝杆菌。4 O- n2 T8 C& r! v1 u& `

0 ^& b4 U- L% M* q: s  利用WGS进行结核病诊断和耐药类型分析
9 \8 ?5 P6 S$ i+ |! Q
( `. ]) [6 z, t& G# _  英国公共卫生局(PHE)副主任兼临床负责人GraceSmith展示了一项前瞻性研究的初步数据,这项研究比较了WGS和目前的常规检测在结核病诊断和药物敏感性分析方面的效果。
5 L* l: j, f& t& R
* p. E- \! U$ U/ j, B2 d  Smith表示,与其他发达国家相比,英国的结核病负担比较高:2014年有6,520个结核病病人,即每10万人中有12人患病,是美国结核病发病率的4倍,是西欧结核病发病率最高的国家之一。7 ?# S* U# g1 E) b8 [. b6 e2 k
6 }+ |, B& |0 `9 B. L
  PHE最近实施了一项新的结核病策略,从10个具体方面采取行动,WGS技术可以满足其中6个方面的标准。1 I3 N  u' \; h7 c

- U4 K$ S1 N5 l0 K3 {! l. @0 Q  PHE还启动了一项实时等效性研究,比较WGS与目前使用的检测技术,例如HainLife Sciences公司的基于PCR的检测、抗酸性染色法(Ziehl-Neelsen staining)和结核菌素皮肤试验。4 I: G" l: [2 b, f

; X% \( a' c) ^  到目前为之,在超过11个月的时间里,实验室已经平行且实时地使用WGS和常规诊断方法,分析了从1,700个病人体内提取的分离株,其中600个人感染了结核菌群(TBcomplex)。Smith并没有透漏她们使用的是哪种测序平台,但指出其中3.6%的病例WGS分析没有得到结果。Smith说,“我们对结果的确定非常谨慎,如果得到的信息并不明确,它就会被认为是失败的。”
; W+ L& e* J* H5 {
1 u9 X/ J0 p) T  总体而言,检测结果表现出良好的灵敏度和特异性,结核菌群和常见非结核分枝杆菌识别的一致性分别为99%和97.2%,这说明WGS不劣于目前使用的结核病诊断检测。
" A; F, A$ H2 W2 y* E
( _' W6 W0 X( x9 C1 Q" g. E/ |6 K  该研究小组正在分析评估不一致的结果、检测时间和成本效益,争取获得实验室标准组织的认证,最终目标是使WGS成为英国国家结核病参考服务的一部分。Smith说,如果她们取得成功,她相信其实验室会成为第一批广泛使用WGS检测的公共健康服务中的一个。$ d- @- J7 u& `1 x

; B0 j' X. o, [$ q  利用WGS消除结核病' }" s; X0 j$ P6 P' V
/ V2 a: B8 e* T+ o$ t! [9 t
  牛津大学纳菲尔德医学院的临床医学研究生TimothyWalker做了一个更加狂妄的结核病报告,题目是“如何利用全基因组测序消除结核病?”
% @, H- B+ [7 }$ [6 R2 v3 t: f3 W- q$ m% L; {
  Walker因为他的工作获得了ECCMID青年研究奖(YoungInvestigator Awards),他提到,世界卫生组织已经设定了目标,在未来20年内消除结核病,也就是说将全球结核病减少到每10万人中少于10个人患病。, `' @& g6 k8 o

8 t" U1 z4 d' j: x/ Y7 P5 Q  可以肯定的是这将是一场硬仗,我们会面对非常多的问题。例如,20亿人目前都存在潜伏性感染,疫苗有效性不足,无法预测哪个潜在患者会发病,诊断方法相对而言较为基础,疗程耗时长、有毒性并且昂贵。
( |) E& b, y5 b+ D* G
4 ]2 G% m9 C9 W7 D% x% L; u' ^  Walker表示,Cepheid公司的GeneXpert结核检测已经在起作用,尤其是在一些发病率高的国家,但总体来说,结核病的预后仍然很差。理想的诊断方法应该能够鉴定分枝杆菌的种类,确定所有的药物敏感性,识别毒力预测因子,将感染菌与感染源联系起来。这种方法还必须快速、实用和便宜。WGS技术可以满足以上所有标准,但它的性能还需要进一步改善。
' l" v+ b" M8 i1 L2 z: ~. [1 K* F4 ^7 E* `; }3 _6 |# Z3 A  i
  Walker回顾了他和同事们在12月份发表的一篇文章,他说,作为第一步,他们已经测序了每一种分枝杆菌,不久后将公开这些序列。
8 A% ^5 X$ i, p9 i% |' \7 C
% K; K4 n) r" Y/ K5 v  去年该研究小组在《The Lancet Infectious Diseases》上发表了一个算法,结合IlluminaMiSeq平台上进行的WGS,回顾性地诊断分枝杆菌感染并且预测药物敏感性。因为结核分枝杆菌(MTB)的基因组非常大,他们采用了候选基因的方法,首先检测了23个已知与耐药性相关的基因。Walker说,“我们不做任何假设,试图建立一个算法,能够识别已知突变和未知突变。”这需要将样本分成实验组和验证组,使用前者检测后者。
7 V+ g3 ]- _0 Z; ?9 f0 m0 T' W2 _& ?/ O. a* v
  Walker说,该算法有效的原因之一是他们偶然发现,大多数表型上药物敏感的样本并没有研究中的基因突变,但是耐药表型通常有一个突变。他们对大约1500个新的病人样本进行检测,只有10%的样本检测到了一个从未发现的突变,使用他们的算法,耐药性预测的灵敏度达到92%,特异性达到98%。Walker说,“该检测比任何现有的检测技术的效果都要好。”& P7 B7 F) I9 s9 [' V
* c2 \& N3 q. x! I
  在12月份发表在《 TheLancet Respiratory Medicine》的文章中,研究人员将这种方法应用到一项初步研究中,结果显示这种方法在性能方面与标准的诊断方法类似,但是周期更短,而且更经济。4 U* D2 R1 \, ~3 t8 Y
2 P' J, c6 H* s8 F
  研究人员目前正在探索将WGS作为一种常规的临床诊断方法。Walker说,这看起来很有希望,但是还要克服一些主要障碍。首先,他们希望检测的是原始样本,而不是培养样本,这并不简单,他们正在与其他实验室合作寻找解决办法。" l. n$ M/ w9 Y

, j9 ^8 F1 U1 Q+ [( C  其次,希望检测能在便携式测序仪上进行。IlluminaMiSeq需要高精度的实验室环境。因此,研究人员已经开始尝试在Oxford Nanopore的MinIon测序仪上进行测序,判断它是否适用于即时诊断。
. ^+ R9 \: Y* Q0 f
6 B. T. @* l6 W8 u5 Q' D3 }  最后,研究人员最好能在本地分析数据。为此,威康信托遗传学研究中心Zamin Iqbal实验室的同事们最近开发出一种软件Mykrobe predictor,可以在台式电脑或笔记本电脑上分析微生物基因组,不需要云连接。
) {3 y( y- E' ?8 X* p, [* }* \$ \* [% q
  Walker指出,世界卫生组织终止全球结核病流行的新二十年战略中有一条是,到2025年有适合的下一代诊断方法,目前还有10年的时间,而我们正在朝着正确的方向前进。7 F5 @9 T1 z: u9 x: H1 w
/ Q! A0 Y& K3 A2 H4 g1 \
  NFLAB.NET

点击这里给我发消息

燃点 发表于 2016-7-20 22:13:39 | 显示全部楼层
振奋人心,希望更多高精尖技术的发明与运用造福人类
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册 新浪微博登陆

本版积分规则

QQ|手机版|小黑屋|Archiver|网站帮助|检验医学社区 ( 粤ICP备10048457号-2 )

GMT+8, 2018-5-27 17:55 , Processed in 0.251014 second(s), 32 queries .

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表