2014年前后,国内肿瘤基因检测才刚起步,但奥巴马总统在2015年1月20日的国情咨文中,提出“精准医疗”这一概念,着实为肿瘤基因检测加了一把火,这把火迅速烧到国内,因为彼时的“精准医疗”,约等于“肿瘤基因检测”。
眼看这火越烧越旺,已经有企业的肿瘤试剂盒报下了证,我也没能把持住,在2018年毅然决定离开熟悉的科研测序服务行业,奔向了医学的新时代。
然而过了两年,情况却发生了变化。尽管肿瘤的火依然很旺,但是正如围城,外面的想进来,而城里的,却想出去。
这两年高通量测序在临床病原微生物检测中的应用热起来了,究其原因:一方面临床有需求,另一方面相关技术也成熟了。
临床微生物检测为什么要引入高通量测序?是为了克服传统技术的不足,以及拓展新的诊疗手段。
因为一个多世纪以来,传感染病的检测主要靠临床医生的经验判断,或者进行一些实验室检查。通常是一次测试,只能检测一种或少数几种病原体。
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血常规、器官或组织的影像学指标。只能判断感染的可能性,不能作为确认的依据。比如血常规,只能告诉你有没有细菌或病毒感染,但不知道是什么细菌或病毒;
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实验室检查。如抗原检测、核酸检测、代谢产物检测和毒素检测,是判断感染、指导预后的重要手段;
- 细菌和真菌检测。通常需要先进行分离培养,再结合生化反应进行鉴定,并进一步进行药物敏感性试验,这种模式是临床微生物实验室惯用的经典模式,为临床解决了很多关键问题,然而其周期长、阳性率低、通量低等弊端往往难以满足临床日益增长的需求。
- 病毒、支原体、衣原体检测。难以像细菌一样进行分离培养,通常采用分子生物学方法如聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction, PCR)测定核酸,灵敏快速,但只限于已知病原体的检测,且检测结果提供的信息相对有限,难以解决由变异带来的医学问题。
为了克服传统方法的不足,2005年出现的下一代测序技术(next-generation sequencing technology,NGS)在病原微生物检测中的应用具有非常大的优势。
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通量大,一次可检测成百上千个物种,特别是未知的病原,测定其核酸序列是必不可少的手段;
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直接测定病原微生物的核酸序列,能为临床提供准确的诊断依据,如物种鉴定、分型以及耐药突变等;
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更低的检测限,即使病原微生物的丰度很低,也能够检测到;
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疑难微生物,以及难以培养甚至无法分离培养的少见菌属的鉴定,特别是新型病原微生物的暴发流行监测方面,NGS快速、准确和高分辨率的特点,使其成为病毒鉴定的金标准,在流行病学分型中发挥着重要作用。
当然,NGS的缺点也是有的:
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相对于PCR,时效性处于劣势;
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成本较高,暂时不会完全取代现行的常规鉴定手段。
即便有不足,NGS的技术优势更明显。在疑难微生物、难以培养甚至无法分离培养的少见菌属的鉴定,特别是新型传染病爆发流行监测方面,NGS准确和高分辨率的特点,使其成为病原体鉴定的金标准,在流行病学分析中发挥着重要作用。
参考文献:
李金明. 高通量测序技术. 北京:中国科学出版社,2018-11-01.
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