来自英国和冈比亚的研究人员开发了一种新的结核病诊断方法。该方法通过对从痰中提取的DNA(一种被称为宏基因组学的技术)进行直接测序来检测和鉴定引起TB的细菌,而无需将时间浪费在实验室细菌的培养上。
该项研究发表于同行评议杂志PeerJ,由华威医学院微生物基因组学教授Mark Pallen和位于冈比亚的英国医学研究理事会(MRC)下属的结核病诊断实验室主任Martin Antonio博士指导完成。
Pallen说:“采用传统方法对结核病进行实验室诊断是一个旷日持久的过程,需要花费数周或数月时间。而且依赖实验室培养就等于使用可以回朔至19世纪80年代的技术!采用了最新高通量测序技术及一些智能生物信息学知识的宏基因组学使得我们能够在一两天内对引起TB的细菌进行检测和鉴定,且无需对细菌进行培养。此外,还能够深入了解它们的基因组序列及其所属的谱系。”
在该研究中,Pallen和他的两个同事(一年级博士生Emma Doughty和生物信息学家Martin Sergeant博士)与来自非洲的科学家Martin Antonio博士及Ifedayo Adetifa博士合作开发并利用了新型测序和分析方法。Antonio说:“TB在非洲乃至全世界仍然是一个重要问题,因此能够成为开发出针对这种致死性疾病的新诊断方法中的一员是令人兴奋的。”
研究团队检测了所有8份痰标本中的TB细菌序列,并将其中7份标本中的细菌分配到一个已知的谱系中,发现有两份标本含有“非洲”分枝杆菌(结核杆菌的一种,常见于西非)序列。
文章第一作者Emma Doughty说道:“希望能够分析更多样本以改进我们的技术,这样,我们就能直接从宏基因组序列中检测出药物耐受性。到目前为止,该研究对我的博士生涯而言是一个良好的开始。”
Pallen和他的合作者们之前就使用过宏基因组学技术来检测人体样本中的病原菌。去年,他的团队使用宏基因组学技术从大肠杆菌粪便样本中获得了一例爆发菌株的基因组,并复原了一个来自于200岁匈牙利木乃伊的TB基因组。今年早些时候,他们又复原了一个来自意大利撒丁岛700岁骨架的羊种布鲁氏菌基因组。该种细菌能够在牲畜和人类群体引起一种被称为布氏杆菌病的感染。
Pallen和Antonio团队的目标是以更大范围的样本为基础来测试宏基因组学技术。他们希望该技术能有助于检测由一种以上细菌引起的混合感染。然而,他们也强调该技术成为常规检测手段还需一定的时日。
Pallen说道:“在研究过程中我们虽然已经对相关的原理进行了论证,但仍需要提高该技术的灵敏性以改进我们的工作流程。然而,暂且将困难放在一边,一个值得庆祝的事实是宏基因组学技术随时都能够用来记录过去和现阶段的感染状况,揭示病原微生物的出现、演变和传播。”
信息来源:1.Emma L. Doughty, Martin J. Sergeant, Ifedayo Adetifa, Martin Antonio, Mark J. Pallen. Culture-independent detection and characterisation ofMycobacterium tuberculosisandM. africanumin sputum samples using shotgun metagenomics on a benchtop sequencer. PeerJ, 2014; 2: e585 DOI: 10.7717/peerj.585