英國和岡比亞的研究人員已經開發(fā)出一種新的方法來診斷結核?。═B),這種方法利用Illumina的MiSeq系統(tǒng)對痰液中的DNA進行直接測序,以檢測和鑒定分枝桿菌,而不再需要耗時的實驗室培養(yǎng)。
這項研究成果于9月23日刊登在開放獲取的《PeerJ》雜志上。它是由英國華威醫(yī)學院的微生物基因組學教授Mark Pallen和岡比亞的英國醫(yī)學研究委員會TB診斷實驗室的主管Martin Antonio博士指導的。
Pallen教授表示,一直以來,實驗室都利用傳統(tǒng)方法來診斷結核病,這需要數(shù)周甚至數(shù)月。“宏基因組學利用最新的高通量測序技術和一些智能的生物信息學,讓我們能夠在一到兩天的時間內檢測和鑒定那些導致TB的細菌,同時讓我們深入了解它們的基因組序列和所屬的譜系,”他說。
在這項研究中,Pallen和他的團隊聯(lián)合非洲科學家一起開發(fā)新穎的測序和分析方法。Antonio博士表示:“結核病仍然是非洲乃至全世界的一個大問題。參與開發(fā)這種致命疾病的新診斷方法讓人很興奮。”
研究人員檢測了8個痰液樣本中TB細菌的序列,能夠將7個樣本的細菌分配到已知的譜系。他們還發(fā)現(xiàn),2個樣本含有非洲分枝桿菌(Mycobacterium africanum)的序列,這是結核分枝桿菌的一種,主要在西非出現(xiàn)。研究人員利用差異裂解方法對痰液樣本進行分析,接著采用試劑盒提取DNA,并在Illumina的MiSeq平臺上開展了測序。
Pallen及其同事之前也利用鳥槍法宏基因組來檢測當代及過去一些材料中的病原菌。去年,他的研究小組采用宏基因組學的方法,從糞便樣本中確定大腸桿菌爆發(fā)菌株,并從215年歷史的匈牙利木乃伊中發(fā)現(xiàn)了TB基因組。在今年早些時候,他們還從意大利撒丁島上距今700年的骨骼中發(fā)現(xiàn)了羊種布魯氏菌(Brucella melitensis)的基因組,這種細菌導致牲畜和人類出現(xiàn)布魯氏菌病。
Pallen和Antonio的團隊計劃在廣泛的樣本上檢測宏基因組學技術。他們希望宏基因組學能協(xié)助檢測由一種以上細菌引起的混合感染。不過,他們也強調,對于常規(guī)診斷,宏基因組學還有很長一段路要走。
“我們已經提供了原理論證,但我們還需要讓宏基因組學更加靈敏,同時改進我們的流程。不過,我們還是可以慶祝一下,因為宏基因組學隨時能記錄過去和現(xiàn)在的感染,闡明微生物病原體的出現(xiàn)、進化和擴散,”Pallen說。
Culture-independent detection and characterisation of Mycobacterium tuberculosis and M. africanum in sputum samples using shotgun metagenomics on a benchtop sequencer
Tuberculosis remains a major global health problem. Laboratory diagnostic methods that allow effective, early detection of cases are central to