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课程回顾丨单分子基因测序:了解病毒,战胜病毒
时间:
2020-05-10
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由新型冠状病毒SARS-CoV-2引起的新冠肺炎COVID-19,在全球范围内依然呈现爆发之势。如何更快、更准地进行病毒检测,推进治疗,仍是COVID-19的研究重点。在此背景下,丁香园旗下丁香通平台近日举办了第二期“新冠病毒检测专题研讨会”。真迈生物CTO孙雷受邀作题为“单分子基因测序:了解病毒,战胜病毒”的专题讲座,重点介绍了单分子基因测序技术的原理特点,微生物检测应用场景,以及在抗击新冠病毒中的工作。


直播回看:单分子基因测序:了解病毒,战胜病毒


1、了解病毒测序的意义

当前,新冠病毒检测方法多为核酸检测和抗体检测,通过发现新病原,解析基因序列,多检早检早隔离,以此来达到控制疫情的目的。但同时,我们更需要了解病毒的蛋白结构和生物机理,便于疫苗和药物开发,而这些都是PCR或抗体检测做不到的。测序能够提供更加精准有效的病毒检测能力。

课程回顾丨单分子基因测序:了解病毒,战胜病毒

2、基因测序在病原检测上的应用

从2015年开始,基于NGS的病原宏基因组流程逐渐成熟。mNGS在本次新冠疫情中检出了新型冠状病毒,新冠病毒和蝙蝠病毒最主要的演化区别又在S-基因和ORF-8区域。这一重要结果第一时间上报国家,和WHO共享,为新冠检测和新冠治疗指出方向。

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3、单分子测序技术

COVID-19为线性单链RNA病毒,其基因特征的改变、病毒的传播能力和病人临床表现随着疫情发展出现了许多新的变化。同时,检测限要求高,必须尽可能减少假阴性结果;检测样本复杂,尤其是鼻咽拭子样本中病毒量波动大,且有人源和其它微生物核酸污染因素,从而加大了精准检测的难度。

单分子测序技术具有快速、灵敏的检测优势,无需基因扩增,缩短了制样时间和测序时间,能够精准检出潜伏期的微量病毒拷贝,提高阳性检出率,能有效促进精准防疫。

目前国际上主要的几种单分子测序技术包括单分子荧光测序、单分子实时测序和纳米孔测序,均不需使用扩增。

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4、基于GenoCare平台的病毒单分子测序方案

真迈GenoCare单分子测序平台的优势在于速度和定量。主流NGS病毒制样流程需要多次扩增,建立病原样品文库的时间长达6小时。GenoCare的制样流程相比之下会简单得多。这里列出了两种方案。

第一种是宏基因组测序方案。它大幅缩减了扩增步骤,把制样程序从NGS的10步压缩到5步,速度快一倍,并可以同时检出其它种类病原。

第二种是特异性新冠测序方案,它使用特异性引物高效地对新冠病毒进行逆转录,对弱阳性的病毒样本检出率更高,也更适合于变异位点检测。

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展望

本次疫情仍然存在尚未解决的疑难问题,如“无症状阳性”,病毒变异追踪,疫苗研发,病毒复现预防等,需要付出更多的测序工作去解答。

NGS和单分子测序的结合可以提供强大的未知病原检测能力,病原测序将成为医院和疾控对不明感染进行诊断的标配工具。国产测序平台的价值将日益凸显。

第三方检验机构的测序能力将进一步提升,和医院、疾控部门的合作也会更加紧密。病原测序的标准化也将逐步实现,从测序仪,试剂盒,数据库,到报告都会更加规范化。

这场人类与病毒的战争还远远没有结束,基因测序工作者们会和一线医护战士一起了解病毒,战胜病毒!


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