20世紀90年代。首次利用第壹代測序技術測定了流感嗜血桿菌的全基因組序列。這是人類歷史上第壹次使用測序技術,而且這種技術好像被封存了十幾年。
壹個人在被斬首之前,據說是不害怕的,會說壹些“18年後他還是英雄”之類的豪言壯語。果不其然,18年後的2008年,澳大利亞3名來自同壹個捐獻者的不同器官接受者死於腦病相關疾病。傳統的病原學、免疫學和分子生物學方法都沒有檢測到該病原體。通過新壹代測序NGS分析了供體和受體的壹些組織樣本,這表明存在沙粒病毒感染,這後來通過其他方法得到了證實。因此,NGS首次應用於傳染病的病原體檢測。而下壹代測序技術——宏基因組測序技術mNGS則發揚光大。
MNGS是對待測樣本中的所有核酸成分進行“鳥槍式”大規模平行測序,然後通過測序數據的生物信息學分析,獲得樣本中完整的核酸序列信息。此外,闡明了諸如微生物的種類和數量的組成信息,以及諸如耐藥性和毒力的特性或機制信息。MNGS不需要靶向擴增。不需要知道病原體基因組的序列信息,所以可以檢測包括細菌、病毒、真菌、寄生蟲在內的所有病原體,這就像戰爭中的地毯式轟炸。地毯式轟炸浪費彈藥,地毯式測序浪費錢,mNGS壹次收費3.5萬,而且不在醫保範圍內。
三五千塊錢,就壹個病原微生物的名字,三個短字,不超過10的長字,用壹個金字形容也不為過。既然病人花了這麽多錢,醫生也或多或少從中賺了點錢(記賬費500左右),那就要研究壹些測序的理論,更好的解讀這份報告。
概念比較枯燥,不適合寫很多科普方面的書。壹本書壹旦寫出來,讀者就不願意讀了。如果讀者不願意看科普,妳在科普裏會很孤獨。在這裏,我們將重點討論壹個相對豐度,它作為判斷壹個被感染病原體是什麽的重要指標,受以下因素的顯著影響:(1)病原體基因組大小的差異。(2)細胞壁成分對核酸提取效率影響較大,檢測過程對難降解病原體(如真菌、結核等)的處理過程和質量幹擾較大。)和不同病原核酸的相對豐度。(3)數據庫的質量也影響樣本中各致病核酸的相對豐度,導致檢測結果與實際總量不壹致。
地毯式轟炸的效果因地形不同而大相徑庭。如果非洲大草原被轟炸,基本上,那些獅子沒有壹只能從斑馬長頸鹿面前逃跑。如果轟炸復雜的荒山,穿山甲,黃鼠狼之類的都能活下來。同樣,mNGS對不同部位傳染性病原體的檢測效率表現出很大的差異:對於呼吸道樣本,mNGS可以檢測865,438+0.7%-94.8%的培養陽性樣本。對於中樞神經系統感染,MNGS只能檢測出22.4%的常規檢測方法(包括塗片、培養和血清免疫學檢測)無法識別的病原體,卻漏診了44.8%的常規檢測方法可以識別的病原體。所以在常見細菌病原體(尤其是可培養病原體)的檢測靈敏度上可能不會有很大優勢。
主要原因是控制報告時間和檢測成本導致的測序深度有限,以及宿主核酸和汙染核酸對檢測和結果分析過程的幹擾,將使NGS對常見病原體的檢測靈敏度甚至低於常規培養方法。與努力提高常規檢測方法(如高質量直接塗片染色鏡檢、免疫學檢測等)的功效相比,),對於大多數臨床微生物實驗室來說,短時間內提高NGS的作用恐怕是比較困難的。
另壹個更發自內心的消息是,這份報告中所謂的病原體,我們花壹千塊錢買來的,可能並不是真正的病原體,而是誤導了治療。這就好比英雄們用生命和鮮血換來的信息,原來是假信息。相反,我們的部隊陷入了敵人的包圍圈。有壹種方法是利用測序獲得的生物信息,分析病原菌的粘附、侵襲、免疫逃逸、產毒等與致病能力相關的遺傳特征。利用生物信息學技術分析臨床標本的全序列數據。以醫學微生物學、免疫學和傳染病理論為基礎,推測不同的病原菌在感染的發生發展中起作用,有助於區分正常菌群、定植和感染,這就要求醫生是微生物學家、免疫學家和生物學家。據我所知,生物學家絕對不屑做醫生,都忙著研發各種疫苗賺大錢。
這就是我想說的關於mNGS在傳染病診斷中的意義。除了以上缺點,其他都是優點。