近日，真迈生物联合国家感染性疾病临床医学研究中心/深圳市第三人民医院、暨南大学等单位基于单分子测序平台GenoCare 1600开展结核分枝杆菌耐药基因研究的科研成果发表在《International Journal of Infectious Diseases》上。
该研究验证了结核分枝杆菌对加替沙星耐药性产生的关键基因，对指导结核病精准用药和新药研发具有重要意义。
由结核分枝杆菌引起的结核病（TB）已经成为一种主要的全球健康威胁。WHO报告显示，2018年全球大约新增结核病病例1000万，死亡病例高达140万。目前肺结核的标准治疗方案（2HRZE/4HR）治疗周期长达6个月且容易复发和发生耐药，因此研发新药来缩短治疗周期、提高治疗效率非常迫切。
目前常用且最有效的抗多重耐药结核分枝杆菌的药物是氟喹诺酮类（FQs）。加替沙星（GAT）是第四代FQ，其作用于结核分枝杆菌的DNA促旋酶，以达到抗TB的目的。gyrA和gyrB基因编码了结核分枝杆菌DNA促旋酶两个重要的亚基，如果这两个亚单位基因发生突变，可能使得结核分枝杆菌获得GAT耐药性。本研究利用真迈生物单分子测序平台GenoCare 1600对GAT-抗性株系进行全基因组重测序，全面分析其FQ抗性机制以指导临床精准用药和新药开发。
基于结核分枝杆菌H37Rv筛选获得GAT-抗性株系，使用单分子测序平台GenoCare 1600对H37Rv和123个GAT-抗性株系进行全基因组测序，每个株系获得约1Gb（250X）测序数据。随后开展全基因组测序数据比对分析并检测变异位点。对于覆盖深度>10X且突变频率>30%的位点判定为显著突变。
在123个抗性株系中，检测到gyrA和gyrB基因突变的株系数量接近，其中55.3%（68/123）具有gyrA基因突变，剩余44.7%（55/123）携带gyrB基因突变（详情见表 1）。
表1 123个结核分枝杆菌GAT-抗性株系gyrA、gyrB基因突变信息统计表
注：MIC，最低抑菌浓度；SNV，单核苷酸突变。
另外，在123个突变株系中，检测到9个株系具有Rv3530c基因突变 [C148T (Q50stop)]，12个株系具有Rv1901基因突变[C340T (R114stop)]。但是通过测定并比较携带不同基因突变位点株系的MIC值，发现这两个基因突变与GAT抗性无关，之所以被检测到属于“搭便车效应”。
所以，gyrA和gyrB基因突变是结核分枝杆菌GAT抗性产生的主要原因。
真迈生物项目负责人曾立董表示：“测序技术能快速、准确的检测出病原菌的耐药信息，指导临床抗菌药物的选择，提高疗效，缩短疗程，减少抗菌药物滥用、遏制病原菌耐药，延长目前抗菌药物的可用周期。同时本研究也再次证明了单分子测序平台GenoCare 1600在病原菌基因突变检测上的精准性和有效性。”
关于GenoCare 1600
真迈生物专注于基因测序上游平台的创新研发，目前已推出自主创新研发的单分子测序平台GenoCare1600系列和高通量测序平台GenoLab M系列测序仪。
单分子测序平台GenoCare 1600基于单分子芯片的表面荧光测序SURFseq（Surface Restricted Fluorescence Sequencing）技术，利用全内反射光学原理对碱基的光学信号进行识别，实现边合成边测序，具有高敏精准、简单易用、无需扩增、经济高效等特点。该测序平台于2020年5月完成医疗器械临床试验，是世界首款通过医疗器械临床试验的单分子测序平台，目前该产品处于注册审评环节。
更多信息请登录官网www.genemind.com或拨打热线电话400-822-3660咨询。
参考文献：
1、Bi J, Guo Q, Fu X, Liang J, Zeng L, Zhang G, et al. Characterizing the gene mutations associated with resistance to gatifloxacin in Mycobacterium tuberculosis through whole-genome sequencing. International Journal of Infectious Diseases. 2021: 112, 189-194.
2、Zhao L, Deng L, Li G, Jin H, Cai J, Shang H, et al. Single molecule sequencing of the M13 virus genome without amplification. PLoS One 2017: 12.