为何发现新冠病例第一时间要进行全基因组测序?

近期,山东,天津,武汉等地在进口冻肉外包装检出新冠病毒,河北,内蒙古,成都又再现新冠肺炎本土确诊病例,为本已恢复正常生活的人们再次敲响了警钟。天津疾控在短短的十几天时间内,病原生物实验室先后对天津市近期疫情中7例无症状感染者及确诊病例新冠病毒进行全基因组高通量测序分析,为查清新冠病毒传播链提供了有力证据。

 

为什么发现病例的第一时间要对病毒进行全基因组测序呢

通过对病毒全基因组高通量测序可以第一时间获取病毒的全部基因信息,解释病毒的来源、传播、变异演化等科学问题,为后续流行病学调查指明方向,为相关病例的追踪溯源提供重要依据,目前对新冠病毒溯源分型主要检测手段就是高通量测序技术,以下是目前我国新冠病毒的分型:

我国依据病毒基因组序列将新冠病毒分为8个型别:

 
 

S型全球家系

S型北美家系

L型全球家系

L型欧洲家系

L型欧洲家系分支I

L型欧洲家系分支II

L型欧洲家系分支II.1

L型欧洲家系分支II.2

高通量测序技术如何进行病毒溯源?

 

首先对获得的早期病例标本开展新冠病毒全基因组高通量序列测定,通过与本地流行病毒及全球其他地区测定过序列的病毒比较,如果该病例感染的病毒在基因组上和北美流行株更接近,比如在全长接近3万个碱基的序列上,两者仅相差几个碱基,相似度为99%以上,这就是为我们推断该病例携带病毒为北美流行株提供依据。

 

利用病毒传播过程中核酸序列上特定位置的变化来进行分型,着重于区分不同型别病毒的来源,是我国调整防控策略的重要依据之一。

 

高通量测序技术

 

传统的病原微生物检测手段包括形态学检测、培养分离、生化检测和免疫学检测。这些方法检测周期长、灵敏度低,对操作人员的技术水平要求比较高等因素;荧光定量PCR技术和等温扩增技术等分子生物学的检测方法部分解决了上述问题,简单快速,通过对核酸特异性序列的检测,可在短时间内快速判断病原体的种类。

但是这些方法无法进行混合感染鉴定和病毒溯源,随着基因组学技术的发展,高通量测序技术已经能够做到不依赖于传统的微生物培养,可直接对临床样本中的核酸进行高通量测序,然后与数据库进行比对,实现感染性疾病的溯源、检测、分型和耐药评估等多个方面,受到越来越多临床和科研工作者的关注。基于高通量测序技术鉴别微生物的主要方法有两种,分别是宏基因组测序和靶向测序。

 

宏基因组测序

 

宏基因组测序是对人体样本或特定环境样品中的总核酸(DNA或RNA)进行高通量测序,通过比对数据库,得到感染病原体的信息,能够检测出新发和罕见病原体,特别是在未知病原检测中发挥了难以替代的作用,当然宏基因组检测方法也面临不少挑战,检测结果的灵敏度受宿主及其他微生物背景核酸的影响。

靶向测序

 

靶向测序是通过超多重PCR的方式检测样本中已知病原微生物和耐药基因信息,这种方法相比于宏基因组测序成本低,对丰度低的病毒、耐药基因和突变检测具有更高的灵敏性,检测分析流程更加简单,目前也备受临床和科研工作者的青睐。

 

高通量测序技术 

解码病原微生物的利器 

 

高通量测序技术能够提供精准而科学的基因测序分析结果,为疫情防控提供有力技术保障。科学家通过对病毒进行全基因组测序,可以了解新冠病毒不同传播阶段的变异情况,推测病毒对人的感染力的变化及传播情况。


 

此外,高通量测序技术还能检测细菌最完整、丰富的基因组信息,在研究细菌多重耐药问题上及相关院感多重耐药菌导致的院内感染调查溯源上具有流行病学调查意义。相信未来,高通量测序技术会成为我们解码病原微生物的重要利器。

 

来源:小桔灯网
 

编辑:Player  审校:冉子星

转自:检验医学网