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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擔。臨床上，傳統的病原鑒定主要以培養和生化檢測為基礎，但隨著下一代測序技術的不斷進步，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。然而，mNGS在臨床應用方面仍面臨障礙，尤其是當檢驗樣品總量少、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擔。臨床上，傳統的病原鑒定主要以培養和生化檢測為基礎，但隨著下一代測序技術的不斷進步，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。然而，mNGS在臨床應用方面仍面臨障礙，尤其是當檢驗樣品總量少、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產生較短的序列，因而會忽略一些以RNA為主要遺傳物質的病原微生物。即使基于RNA的分析或宏轉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；細菌基因組只有幾個rDNA拷貝，但rRNA分子含量在活躍細胞中卻頗高，理論上，靶向RNA可以避免占優勢但處在休眠的微生物占測序讀數的比例。
以Oxford Nanopore Technology測序技術為代表的三代測序擁有快速制備文庫及超長讀長等優勢，可有效提高臨床樣本中病原的檢測。同時，ONT直接RNA測序技術也為臨床樣本中RNA病原無偏的檢測提供了可能。中國科學院微生物研究所王軍課題組、解放總醫院呼吸與危重癥醫學部、南方醫科大珠江醫學院和北京大學第三醫院合作，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（ONT）相結合（mtTGS）以縮短測序時間。
研究表明，與mNGS相比，mtNGS提高了微生物讀數的比例，促進了細菌病原的鑒定，并能對真菌、病毒和抗生素抗性基因進行檢測，與傳統臨床檢測結果基本一致。此外，基于ONT的mtTGS由于其較長的讀長優勢進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，但需進一步發展。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的發展和技術更新相結合。
近日，相關研究成果發表在Advanced Science上。研究工作得到國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項和國家重點研發計劃等的支持