我第一次听说牛津纳米孔小黄人TM音序器，两年前。它被称为“测序的未来”。我当时的想法是，一个口袋大小，usb供电，实时音序器将是理想的现场准备应用。
特别是，这种技术应该完全适合于埃博拉等传染病暴发，因为在这些情况下，管理病人和遏制疾病传播都需要快速诊断。
然而，我们并没有真正得到一个小黄人TM至2014年9月。更糟糕的是，我们分析的前两个流单元根本没有产生可用的数据，因为平台仍处于非常早期的阶段。直到今年1月，我们才成功地进行了测序，并开始了比赛。
宏基因组测序
我们诊断传染病的方法叫做宏基因组测序。一般的想法是，我们对临床样本中的所有核酸(DNA和RNA)进行测序，并使用计算软件分析数据，以找到众所周知的“大海捞针”。
我们搜索可能与可能引起疾病的病毒(无论是埃博拉病毒还是流感病毒)相对应的通常小于0.1%的序列阅读。这与其他小组和商业实验室形成对比，后者通常使用针对单个病原体的引物或探针进行测序。
我们的文章发表在基因组医学展示了一项“概念验证”研究，利用MinION纳米孔测序对临床样本中的病毒进行宏基因组检测。
去年，我们描述了使用宏基因组测序成功诊断了一名重症14岁男孩的罕见但可治疗的细菌感染(神经钩端螺旋体病)没有一个诊断4个多月了。对于具有广泛鉴别诊断的急性热带病(疟疾、伤寒、登革热、埃博拉等)等疾病，无偏见的宏基因组测序是一种非常有吸引力的诊断检测方法。
我们的发表在基因组医学提出了一项利用MinION纳米孔测序对临床样本中的病毒进行宏基因组检测的“概念验证”研究。为了证明它在实时检测新出现的病毒方面的实用性，我们选择重点分析从疫情暴发环境中收集的临床样本。
我们做了什么?
通过一群国际合作伙伴，我们获得了2014年刚果民主共和国埃博拉疫情期间的急性出血热患者的血液样本，以及2013-2014年加勒比地区基孔肯雅热疫情期间的献血者的血液样本。
我们开发了一个可在笔记本电脑上使用的计算管道，用于对纳米孔数据进行实时测序分析，并在启动DNA测序10分钟内，以及从样本到答案不到5小时的周转时间内，运行它来演示从受感染者身上检测出埃博拉病毒和基孔肯雅病毒。
然后，我们分析了一名丙型肝炎患者的血液样本，显示现有的MinION技术的检测限约为105每毫升病毒的拷贝数因此，要使宏基因组检测的灵敏度与病毒的“金标准”PCR检测方法相媲美，还有一段路要走(102－103.拷贝/毫升)。
展望未来
我对纳米孔测序的能力和潜力感到兴奋。作为一名定期诊治危重病人的传染病医生，我对我们在医院里无法及时诊断大量急性感染感到沮丧。在资源、设备和训练有素的人员严重有限的实地环境中，这个问题只会被放大。
我展望了纳米孔测序在未来的作用，它将成为传染病的普遍检测手段，特别是在医疗现场。
在未来,如果我们能克服现有的挑战,提高灵敏度,多角度样品制备时间(当前病原反应步骤在整个过程中),并使当地分析不需要互联网连接的笔记本电脑——我设想未来角色纳米孔测序作为传染病、通用测试尤其是在护理点的情况下。
我们正在进行临床验证感染性疾病的测序试验在加州的急病住院患者中(Illumina MiSeq)。
与此同时，利用MinION将是非常棒的TM纳米孔技术用于发展中国家的传染病诊断——帮助诊断和治疗受感染的患者，并最终防止诸如2014年西非埃博拉疫情等流行病在未来的传播。
评论