(一)概述:NGS测序在病原微生物检测中的应用

article/2025/9/14 9:39:23

NGS 技术在临床上的应用逐步趋于成熟,从早期的肿瘤基因检测,到如今大热的微生物病原核酸检测,NGS 技术以其快速、准确和高分辨率的特点,发挥着无可替代的作用。

微生物在地球上无处不在,从陆地到海洋,从衣物到皮肤,甚至我们的身体内部。

繁衍、变异、自然选择和生存斗争,是所有生物必须经历的。

因为生命的第一要义,是生存。

为了生存,必须斗争,生物之间为了争夺资源,以及生物与自然环境之间,都存在着斗争 ,在这个过程中,有些微生物能够与人类和平共处,甚至互利共生,而有的微生物则会使人患病,通常有细菌、真菌、病毒、支原体,以及衣原体,这些就是临床上的病原微生物。

冠状病毒示意图

自然选择需要经历漫长的过程,但是近年来环境污染,药物滥用,加快了病原微生物的进化速度,耐药菌,超级菌的出现,严重威胁着人类健康。

还有一些微生物,本来与人类没有交集,原先只存在于自然界,而有人为了猎奇,食用野生动物,从而把这些动物身上携带的病毒带到了人类社会,如本世纪初的非典病毒(Severe Acute Respiratory Syndromes, SARS)就是例子,这类新型病毒对公共卫生健康形成了巨大的挑战,个别人的贪婪,给全世界的人们带来了巨大的灾难。

当健康受到了威胁,对付细菌,人类发明了抗生素, 对付病毒,发明了抗病毒药物,但要如何治疗,第一步是找出元凶,而这在临床上往往存在困难。

传统的血常规,或者器官和组织的影像学指标能够判断感染的可能性,但并不能作为确诊的依据,比如血常规只能告诉你是否有细菌或病毒感染,但不能告诉你是什么细菌或病毒,还需要进一步检查才能确诊,以便对症下药。

实验室检查,如抗原检测、核酸检测、代谢产物检测以及毒素检测才是明确感染、指导治疗和判断预后的重要手段。

  • 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,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,如:

  • 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;

  • 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;

  • 更低的检测限,即使病原微生物的丰度很低,也能够检测到。

当然,NGS 的缺点也是有的:

  • 相对于 PCR,时效性处于劣势;

  • 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,但 NGS 的技术优势更为明显,在疑难微生物,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。

新型冠状病毒(Corona Virus Disease 2019, COVID-19)正肆虐全球,目前尚无疫苗和特效药,人们除了戴口罩,注意个人卫生以及增加社交距离外别无他法,面对汹涌的疫情,再一次提醒人类,要放下自己是万物之灵的傲慢,因为微生物才是当之无愧的地球之王,它们在这个星球上生存的历史比人类更长,种类和数量也比人类要多得多。

佩戴口罩防病毒感染

我们不能,也不应该试图消灭所有微生物。我们之间的关系,不只有对抗,还有合作,但是当我们的健康受到威胁时,也要勇于斗争。

物竞天择,适者生存,人类与微生物的合作与斗争,必将永远进行下去。


如果你喜欢这篇文章,请点个“赞”吧!或者点击“在看”让更多朋友看到


http://chatgpt.dhexx.cn/article/qoFr67jj.shtml

相关文章

肿瘤NGS测序公司生信工程师水平划分

生信工程师能力划分 1、大头兵(1)初级生信工程师工作职责任职要求 (2)中级生信工程师工作职责任职要求 (3)高级生信工程师工作职责任职要求 2、主管/经理职位描述任职要求 3、总监参考资料: 去年…

NGS数据分析实践:04. 准备测序数据

NGS数据分析实践:04. 准备测序数据 文接上篇:NGS数据分析实践:03. 涉及的常用数据格式[5] - vcf格式 本次NGS数据,采用多重PCR靶向扩增子测序技术,在Illunima Hiseq X Ten测序平台上进行双末端(paired-end…

NGS_panel的CAP认证学习笔记

对于基因的定义总体可以划分为两类 GAD: Gene associated with Mendelian disorder; GADs include genes that meet criteria for definitive, strong, or moderate evidence for association with disease as described by ClinGenGUS: Gene of uncertain significance; GUSs …

45万例患者基因检测显示:NGS很难检测出七分之一的致病变异

基于下一代测序(NGS)的临床基因测试越来越多地用于辅助诊断,针对该技术的临床应用有具体的指南,除了检测相对可靠的单核苷酸变异(SNVs)和微小插入缺失(indel),NGS也已经被…

R实战 | NGS数据时间序列分析(maSigPro)

masigpro 跟着Cell学作图 | 6.时间序列分析(Mfuzz包) 一个答疑教程。 maSigPro 流程 示例数据 #BiocManager::install(maSigPro) library(maSigPro) # 载入示例数据 data(data.abiotic) data.abiotic[1:5,1:5] data(edesign.abiotic) head(edesign.abiotic) > data.abiotic…

NGS数据分析实践:03. 涉及的常用数据格式[5] - vcf格式

NGS数据分析实践:03. 涉及的常用数据格式[5] - vcf格式 6. vcf格式6.1 vcf格式整体描述6.2 第8列INFO详解6.3 第9列FORMAT详解6.4 vcf文件简单解读 系列文章: 二代测序方法:DNA测序之靶向重测序 NGS数据分析实践:00. 变异识别的基…

生信小白学习日记Day4Day5——NGS基础 NGS分析注释(BWA软件)

2019年5月30日,晚上,心情变好,好几天没更新了,看到男朋友在学一款软件,我也近朱者赤,来继续注释Day2-2中NGS分析流程中的一个重要软件——BWA NGS基础 NGS分析注释 BWA 对应于NGS分析流程的这两步&…

NGS数据分析实践:00. 变异识别的基本流程

NGS数据分析实践:00. 变异识别的基本流程 变异识别过程可以分成3大块:1. 原始数据质控;2. 数据预处理;3. 变异识别。大致可以细分为6个部分:(1) 原始测序数据的质控;(2) read比对,排序和标记PCR…

如何用软件模拟NGS数据

如何用软件模拟NGS数据 为了评价一个工具的性能,通常我们都需要先模拟一批数据。这样相当于有了参考答案,才能检查工具的实际表现情况。因此对于我们而言,面对一个新的功能,可以先用模拟的数据测试下不同工具的优缺点。有如下几个…

生信小白学习日记Day2——NGS基础 illumina高通量测序原理

2019年5月26日,周日,小雨 说明:阅读生信宝典和查阅文章的总结,原文请关注公众号生信宝典,参考的博文都附有链接,仅供参考。 生信宝典 NGS基础——高通量测序原理 本文介绍了测序文库构建原理、链特异性文…

NGS数据分析实践:05. 测序数据的基本质控 [2] - MultiQC

NGS数据分析实践:05. 测序数据的基本质控 [2] - MultiQC 2. MultiQC2.1 帮助信息及运行代码2.2 报告解读2.3 小结 文接上篇:NGS数据分析实践:05. 测序数据的基本质控 [1] - FastQC 2. MultiQC NGS技术的进步催生了新的实验设计、分析类型和极…

NGS数据分析实践:03. 涉及的常用数据格式[2] - sam/bam格式

NGS数据分析实践:03. 涉及的常用数据格式[2] - sam/bam格式 2. sam和bam格式 系列文章: 二代测序方法:DNA测序之靶向重测序 NGS数据分析实践:00. 变异识别的基本流程 NGS数据分析实践:01. Conda环境配置及软件安装 NGS…

NGS数据过滤之trimmomatic

NGS 原始数据过滤对后续分析至关重要,去除一些无用的序列也可以提高后续分析的准确率和效率。Trimmomatic 是一个功能强大的数据过滤软件。 Trimmomatic 介绍 Trimmomatic 发表的文章至今已被引用了 2810 次,是一个广受欢迎的 Illumina 平台数据过滤工具…

NGS基础:测序原始数据批量下载

生物或医学中涉及高通量测序的论文,一般会将原始测序数据上传到公开的数据库,上传方式见测序文章数据上传找哪里;并在文章末尾标明数据存储位置和登录号,如 The data from this study was deposited in NCBI Sequence Read Archive under acc…

NGS之数据格式

生物信息中常见的几种数据格式有:fasta、fastq、bam、sam、vcf、bed、gff。 参考:http://www.biotrainee.com/thread-42-1-1.html FASTQ 参考:https://en.wikipedia.org/wiki/FASTQ_format fastq格式是文本格式。它有对应序列字符的质量分数&#xff…

生信小白学习日记Day3——NGS基础 NGS分析注解(质量分析软件)

2019年5月27日,天气舒适,忙碌一天之后开始今天的生信学习。今天就昨天Day2-2的一些标记加以查询说明,仅供参考。 NGS基础 NGS分析注解 1. 质量分析软件 昨天提到,拿到数据后可以通过一些软件来评估测序质量的好坏,…

NGS 数据过滤之 Trimmomatic

NGS Trimmomatic 支持多线程,处理数据速度快,主要用来去除 Illumina 平台的 Fastq 序列中的接头,并根据碱基质量值对 Fastq 进行修剪。软件有两种过滤模式,分别对应 SE 和 PE 测序数据,同时支持 gzip 和 bzip2 压缩文…

NGS基础名词解释(1)

什么是高通量测序? 高通量测序技术( High-throughput sequencing , HTS )是对传统 Sanger 测序(称为一代测序技术)革命性的改变 , 一次对几十万到几百万条核酸分子进行序列测定 , 因此在有些文献中称其为…

【评测】NGS建库试剂盒

NGS建库试剂 一、基本信息: 1、产品名称:SynplSeq DNA Library Prep Kit for Illumina 2、货号及规格 3、保存条件:-20℃ 二、产品描述: 1、产品介绍 文库构建是NGS测序的关键环节。SynplSeq DNA Library Prep Kit for illu…

NGS分析流程

NGS实验步骤 核酸提取与检测、文库构建与文库检测、上机测序 生信分析步骤 1. 质量分析 fastqc、multiqc、SolexaQA 测序数据的质量好坏会影响我们的下游分析。但不同的测序平台其测序错误率的图谱都是有差别的。因此,非常建议在我们分析测序数据之前先搞清楚如…