临床病原检测——“mNGS” PK “tNGS”
感染性疾病是一类可严重危害人类健康的疾病,各种病原体(如细菌、真菌、病毒及寄生虫等)均可引起感染性疾病。感染性疾病所导致的死亡率与病原体的种类及耐药性、宿主的免疫状态以及感染所处的阶段等密切相关。从临床样本中鉴定出病原体是指导感染疾病治疗和管理策略的关键。目前多种传统诊断技术应用于病原学诊断均有一定的不足,高通量测序技术(NGS)在临床病原体检测中的应用显示出巨大的潜力。
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mNGS
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mNGS通过直接提取临床样本中的核酸进行文库构建和高通量测序,利用生物信息学算法分析样本中包含的病原微生物序列的种类及耐药基因,能够快速并且准确地检测各种临床样本中的病原微生物。
临床应用价值
mNGS技术在临床病原微生物检测中能同时检测细菌、真菌、病毒、寄生虫等,无需预设、可覆盖广泛的病原微生物助力新发、罕见、难检病原的鉴定,主要应用于怀疑感染的急危重症、常规检测阴性但怀疑感染的等疑难杂症的患者。
应用的局限性
(1)宿主核酸占比高,去宿主容易降低低浓度病原检出率;
(2)DNA和RNA需要分开检测,全流程成本高;
(3)mNGS对部分病原体检出率低,检测某些苛养/厚壁/胞内病原体能力还需要提升;
(4)测序读长短、序列拼接复杂繁琐且具有一定的错误率(0.1-15%)。
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tNGS
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tNGS技术是基于NGS的靶向富集的测序技术。靶向富集是tNGS技术的关键环节,通过对目标基因组区域进行富集,确保目标基因组区域有足够的测序深度和覆盖度,进而成功地识别目标病原体。目前国内外策略主要分为两种:基于超多重PCR扩增的tNGS和基于杂交捕获的tNGS。
临床应用优势
(1)富集增加目标微生物检测覆盖,提升检测可信度:tNGS针对靶向范围内的病原体富集,即使在不去除宿主的条件下,也可以特异性增加微生物核酸的比例。tNGS在富集后,能提升苛养和低载量病原的载量和覆盖度,提升检测可信度;
(2)tNGS检测因目标病原体设定范围明确,可以显著简化解读流程,相较于mNGS数据库的几万种微生物的“大而全”,tNGS数据库可更加聚焦几十至几百种目标病原体,更加深入细致地区分不同亚种和亚型;
(3)tNGS只检测靶向范围内对病原体,所需要的数据量更小,检测速度更快,数据分析及报告生产也更简便,性价比更高;
(4)tNGS可稳定的进行耐药或毒力基因的检测。
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“mNGS” PK “tNGS”
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tNGS的检测范围是依据已知病原设计的,不适用于新发病原的检测,但是在临床应用中兼具PCR和mNGS的优势,能实现快速精准诊断,解决感染性疾病95%以上的临床需求。
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龙8总区医学TNPD®系列产品
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龙8总区医学致力于纳米孔测序平台的临床应用研究,自主研发了TNPD®(Target Nanopore Pathogen Detection)系列产品,通过利用多重PCR技术靶向扩增临床常见病原微生物的标记基因,然后使用纳米孔测序平台对靶基因的扩增产物进行测序分析,从而鉴别病原微生物。将超长读长与靶向扩增相结合,对核酸片段大小没有特殊的要求,测序文库制备流程更简单,不受宿主背景干扰,另外生物信息分析相对简单,而且测序成本降低,测序结果报告时间缩短。
TNPD®系列产品优势