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孙逸仙医院检验科发文:mNGS自动化解决方案的可行性和优越性 ...

归去来兮 2021-3-10 104人围观 技术

近日,杰毅生物与中山大学孙逸仙纪念医院检验科合作开展的临床宏基因组下一代测序(mNGS)自动化解决方案的研究取得了重要进展。该研究首次对mNGS自动化流程的性能进行了验证,提出自动化流程对于提升mNGS检测时效性、控制外源微生物污染等具有巨大优势,对于实现mNGS在医疗机构的本地化开展具有里程碑意义。研究成果发表于《Journal of Applied Microbiology》,通讯作者为中山大学孙逸仙纪念医院检验科主任段朝晖教授和杰毅生物创始人兼CEO王珺博士





mNGS是一种不基于培养、无需假设的病原体核酸检测技术,已有充足证据证明其可以提高临床病原学诊断率。但繁琐的湿实验流程导致mNGS检测周期较长,且对实验室空间、设备及操作人员需求较大,限制了mNGS在医疗机构的本地化开展。另外mNGS“一网打尽”的特性也会使其不仅检测样品中的微生物核酸,还会检测到容器、环境和试剂中的微生物核酸,增加结果判读的难度。因此,提高检测时效性,降低背景微生物干扰,对于mNGS在临床上的应用以及医疗机构的本地化开展至关重要。

NGSmaster(专利号CN106404508A, CN106754339A)是杰毅生物自主研发的mNGS自动化检测设备,可一站式完成核酸提取、文库构建全流程。相比其他mNGS自动化流程,基于NGSmaster的mNGS自动化流程具有检测周期短(16-18.5小时)、安全性高(仪器体积小,可置于生物安全柜)、灵活性高(仪器4通道互不干扰、随到随检)、抗污染能力强(单样本独立空间)等优点,且采用了PCR-free文库构建方法,规避了PCR偏好性和气溶胶污染风险,保障mNGS结果的真实性,缩短检测周期。




该论文对基于杰毅生物自主研发的NGSmaster自动化流程进行了验证。结果显示,通过NGSmaster对培养菌株进行核酸提取、文库构建后,在平均15.5M reads数据量下可以准确识别,序列组装后全基因组覆盖度可达95.25±0.46%;对模拟样本检测病原体RPM的变异系数(CV)在10%以内。


论文对比了PCR-free建库方式与传统的PCR建库方式在mNGS的检测性能,发现两种建库方式对于浓度梯度稀释的单核细胞增生李斯特菌和阴沟肠杆菌检测到的微生物RPM一致,表明PCR-free不会使mNGS检测性能受到影响,且能缩短检测周期,规避气溶胶污染风险。


论文还评估了NGSmaster自动化流程相比手工操作流程在减少外源微生物污染中优势,总共纳入了161个血浆样本(手动组)和767个血浆样本(自动组)。结果显示,自动组检测到了更少比例的表皮共生菌如表皮葡萄球菌(自动组vs.手动组=34.2% vs. 24%)、产酸丙酸杆菌(自动组vs.手动组=0.62% vs. 0.26%)、球形马拉色菌(自动组vs.手动组=13.0% vs. 6.78%)、琼氏不动杆菌(自动组vs.手动组=20.5% vs. 12.3%),表明自动化流程相比手工操作能大幅降低外源微生物污染可能性。




该研究对基于NGSmaster和PCR-free的mNGS自动化流程的检测性能进行了验证,表明“样本进、文库出”的NGSmaster自动化流程实现了mNGS检测更快、更准、更方便,使mNGS检测项目更容易落地到医疗机构进行本地化开展,实现mNGS对于危重和免疫功能低下患者感染诊疗的更大价值。


来自: 检验医学网 | 作者:市场部
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