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科研人員建立靶向RNA的病原檢測新方法
最近更新時間：2021-11-19
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病原感染是威脅人類健康的問題，對臨床診斷和治療造成負(fù)擔(dān)。臨床上，傳統(tǒng)的病原鑒定主要以培養(yǎng)和生化檢測為基礎(chǔ)，但隨著下一代測序技術(shù)的不斷進(jìn)步，宏基因組測序（mNGS）提高了病原檢測的效率，并有助于識別難以培養(yǎng)的病原微生物；測序識別抗生素抗性微生物也為改善治療方案提供了依據(jù)。然而，mNGS在臨床應(yīng)用方面仍面臨障礙，尤其是當(dāng)檢驗(yàn)樣品總量少、樣
病原感染是威脅人類健康的問題，對臨床診斷和治療造成負(fù)擔(dān)。臨床上，傳統(tǒng)的病原鑒定主要以培養(yǎng)和生化檢測為基礎(chǔ)，但隨著下一代測序技術(shù)的不斷進(jìn)步，宏基因組測序（mNGS）提高了病原檢測的效率，并有助于識別難以培養(yǎng)的病原微生物；測序識別抗生素抗性微生物也為改善治療方案提供了依據(jù)。然而，mNGS在臨床應(yīng)用方面仍面臨障礙，尤其是當(dāng)檢驗(yàn)樣品總量少、樣本微生物含量低時，如咽拭子樣品、支氣管肺泡灌洗液樣品、血液樣品和腦脊液樣品等。同時，由于宿主細(xì)胞和核苷酸在這些樣本中往往占比較大（通常>90%的宿主成分），降低了微生物鑒定的測序效率。
目前，mNGS針對病原微生物的DNA，并使用二代測序技術(shù)產(chǎn)生較短的序列，因而會忽略一些以RNA為主要遺傳物質(zhì)的病原微生物。即使基于RNA的分析或宏轉(zhuǎn)錄組的研究相對較少，但均表明靶向RNA的檢測能有效揭示功能活躍的成員/基因；細(xì)菌基因組只有幾個rDNA拷貝，但rRNA分子含量在活躍細(xì)胞中卻頗高，理論上，靶向RNA可以避免占優(yōu)勢但處在休眠的微生物占測序讀數(shù)的比例。
以O(shè)xford Nanopore Technology測序技術(shù)為代表的三代測序擁有快速制備文庫及超長讀長等優(yōu)勢，可有效提高臨床樣本中病原的檢測。同時，ONT直接RNA測序技術(shù)也為臨床樣本中RNA病原無偏的檢測提供了可能。中國科學(xué)院微生物研究所王軍課題組、解放總醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)部、南方醫(yī)科大珠江醫(yī)學(xué)院和北京大學(xué)第三醫(yī)院合作，收集了肺泡灌洗液（BALF）、腦脊液（CSF）和血液（Blood）樣本，建立了RNA/cDNA靶向測序（mtNGS），以減少臨床樣本中的宿主核苷酸比例，并與牛津納米孔技術(shù)（ONT）相結(jié)合（mtTGS）以縮短測序時間。
研究表明，與mNGS相比，mtNGS提高了微生物讀數(shù)的比例，促進(jìn)了細(xì)菌病原的鑒定，并能對真菌、病毒和抗生素抗性基因進(jìn)行檢測，與傳統(tǒng)臨床檢測結(jié)果基本一致。此外，基于ONT的mtTGS由于其較長的讀長優(yōu)勢進(jìn)一步提高了病原微生物的鑒定，也加快了診斷的時間。利用ONT的直接RNA測序和靶向測序的測試表明，ONT顯示出重要的病原檢測潛力，但需進(jìn)一步發(fā)展。因此，該研究表明靶向RNA的臨床樣本病原檢測有更高的潛力，特別是與ONT的發(fā)展和技術(shù)更新相結(jié)合。
近日，相關(guān)研究成果發(fā)表在Advanced Science上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和國家重點(diǎn)研發(fā)計劃等的支持