宏基因組測序技術(shù)在急性呼吸道感染病原識別中的應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-27 09:02
急性呼吸道感染是一種危害公共健康的常見疾病,為應(yīng)對急性呼吸道感染對經(jīng)濟(jì)社會造成的影響,了解其臨床特征與致病規(guī)律,中國建立了住院嚴(yán)重急性呼吸道感染病例哨點(diǎn)監(jiān)測網(wǎng),開展急性呼吸道感染病原監(jiān)測與研究工作。識別病原是急性呼吸道感染監(jiān)測和防控的首要環(huán)節(jié),然而由于引起急性呼吸道感染的病原種類多樣,易出現(xiàn)變異,存在多種病原共感染,以及各種新發(fā)傳染病病原體的不斷出現(xiàn),為急性呼吸道感染的病原識別帶來巨大困難。目前,臨床常用的病原體檢測方法主要有分離培養(yǎng)、免疫學(xué)檢測、分子生物學(xué)檢測等。病原體的分離培養(yǎng)與鑒定是臨床感染性疾病病原體診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”,但這一方法耗時(shí)長,檢出率低。膠體金等免疫學(xué)檢測方法和PCR等分子生物學(xué)檢測方法僅能檢測已知的有限種類的病原,無法實(shí)現(xiàn)對罕見或新發(fā)病原的檢測。宏基因組測序的方法可以無需對臨床樣本進(jìn)行病原體分離培養(yǎng),直接對樣本中所有微生物核酸進(jìn)行檢測,不僅可以同時(shí)檢測樣本中存在的多種微生物,也可對一些常規(guī)方法難以識別的可能與感染相關(guān)的微生物進(jìn)行檢測,正成為一種感染病原檢測的新方法。傳統(tǒng)的呼吸道樣本病原宏基因組測序需要分別對樣本提取DNA或RNA進(jìn)行建庫,不僅操作繁瑣,而且難以實(shí)現(xiàn)在同...
【文章來源】:軍事科學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
健康人混樣咽拭子熒光定量PCR檢測結(jié)果
軍事科學(xué)院碩士學(xué)位論文第20頁所示。煙曲霉的最低檢測限為103稀釋倍數(shù),金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌的最低檢測限為104稀釋倍數(shù),甲型流感病毒的最低檢測限為105稀釋倍數(shù),人腺病毒在7個(gè)稀釋倍數(shù)下均能檢測到。對模擬樣本病原稀釋倍數(shù)與Ct值繪制散點(diǎn)圖,可見病原稀釋倍數(shù)與Ct值之間具有一定的線性關(guān)系(圖1.2)。圖1.2單病原模擬樣本稀釋倍數(shù)與Ct值散點(diǎn)圖表1.4單病原模擬樣本中病原熒光定量PCR檢測Ct值樣本編號模擬病原稀釋倍數(shù)病原Ct值宿主Ct值平均值標(biāo)準(zhǔn)差平均值標(biāo)準(zhǔn)差SA-0SA10024.320.1430.940.01SA-1SA10131.170.0531.340.08SA-2SA10235.710.0230.950.04SA-3SA10338.780.7931.140.06SA-4SA10439.390.8731.040.10SA-5SA105N/AN/A31.200.10SA-6SA106N/AN/A31.070.09KP-0KP10023.840.1931.120.09KP-1KP10127.680.0731.460.03KP-2KP10231.500.2031.590.03KP-3KP10335.650.3631.600.13KP-4KP10439.510.8431.920.03KP-5KP105N/AN/A31.070.09KP-6KP106N/AN/A31.420.29H1N1-0H1N110022.060.0433.490.15H1N1-1H1N110125.420.0833.440.14H1N1-2H1N110229.060.0733.380.01
軍事科學(xué)院碩士學(xué)位論文第23頁圖1.3金黃色葡萄球菌單病原樣本與參考基因組ATCC27217測序深度比較為評估病原稀釋濃度與病原基因組測序深度間的關(guān)系,以金黃色葡萄球菌單病原樣本為例,將樣本中金黃色葡萄球菌序列與金黃色葡萄球菌參考基因組ATCC27217進(jìn)行比對,得到5個(gè)樣本對金黃色葡萄球菌基因組的測序深度,并將測序深度值繪制成折線圖(圖1.3)。由圖中可知,樣本SA-0和SA-1的所有位點(diǎn)的測序深度均大于1,而樣本SA-2、SA-3、SA-4的測序深度的平均值小于1,說明當(dāng)樣本中病原濃度較大時(shí),通過宏基因組測序方法可以檢測到病原體基因組的完整序列,但隨著病原濃度的減小,病原的測序深度也會隨之減小,只能檢測到部分基因組序列片段,無法獲得完整的基因組信息。另外,我們觀察到測序深度與病原稀釋倍數(shù)之間并不是呈線性變化的,當(dāng)樣本中病原濃度較高時(shí),測序深度隨病原濃度降低而明顯降低,但當(dāng)樣本中病原濃度較低時(shí),測序深度隨病原濃度變化不顯著,此時(shí)想要獲取更高的測序深度則需要進(jìn)一步增加測序數(shù)據(jù)量。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]肺泡灌洗液二代測序?qū)Ψ尾扛腥拘约膊〉脑\斷價(jià)值[J]. 李德經(jīng). 國際感染病學(xué)(電子版). 2019(04)
[2]高通量測序在膿毒癥患者病原體檢測和治療中的應(yīng)用[J]. 曹燕,劉易林,李莉,李曉勇,孫燁,鐘利民,謝恒,劉科成. 中國當(dāng)代醫(yī)藥. 2019(33)
[3]高通量測序在膿毒癥患者病原體檢測中的應(yīng)用[J]. 任迪,李穎,曾晶晶,譚婷婷. 海南醫(yī)學(xué). 2019(21)
[4]2014-2016年北京市懷柔區(qū)嚴(yán)重急性呼吸道感染病例流感病毒感染情況及其住院率分析[J]. 趙小娟,張奕,楊劍,李超,耿曉飛,劉洋,高志鵬. 實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué). 2019(09)
[5]二代測序協(xié)助診斷恙蟲病立克次體肺炎一例[J]. 侯婕,李園園,胡成平,潘頻華. 中華結(jié)核和呼吸雜志. 2019 (07)
[6]2015-2018年新鄉(xiāng)地區(qū)兒童呼吸道感染病原特征分析[J]. 李晶,任一帥,郭喜霞,徐亞利,朱鳳蓮. 中國病原生物學(xué)雜志. 2019(06)
[7]房山區(qū)嚴(yán)重急性呼吸道感染流行特征分析[J]. 龔海英,張帥,李麗麗,劉靜,張奕,王全意. 預(yù)防醫(yī)學(xué). 2019(03)
[8]宏基因組分析和診斷技術(shù)在急危重癥感染應(yīng)用的專家共識[J]. 宋振舉. 中華急診醫(yī)學(xué)雜志. 2019 (02)
[9]2015—2016年中國住院嚴(yán)重急性呼吸道感染病例監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量評估[J]. 李旦,張麗杰,鄭建東,秦穎,姜慧,李中杰,馮錄召,彭質(zhì)斌. 疾病監(jiān)測. 2017(12)
[10]32例甲型H3N2流感病毒感染嚴(yán)重急性呼吸道感染病例病毒全基因組分析[J]. 潘陽,張奕,楊鵬,石偉先,彭曉旻,崔淑娟,張代濤,盧桂蘭,趙佳琛,王全意. 國際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志. 2017(17)
本文編號:3521959
【文章來源】:軍事科學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
健康人混樣咽拭子熒光定量PCR檢測結(jié)果
軍事科學(xué)院碩士學(xué)位論文第20頁所示。煙曲霉的最低檢測限為103稀釋倍數(shù),金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌的最低檢測限為104稀釋倍數(shù),甲型流感病毒的最低檢測限為105稀釋倍數(shù),人腺病毒在7個(gè)稀釋倍數(shù)下均能檢測到。對模擬樣本病原稀釋倍數(shù)與Ct值繪制散點(diǎn)圖,可見病原稀釋倍數(shù)與Ct值之間具有一定的線性關(guān)系(圖1.2)。圖1.2單病原模擬樣本稀釋倍數(shù)與Ct值散點(diǎn)圖表1.4單病原模擬樣本中病原熒光定量PCR檢測Ct值樣本編號模擬病原稀釋倍數(shù)病原Ct值宿主Ct值平均值標(biāo)準(zhǔn)差平均值標(biāo)準(zhǔn)差SA-0SA10024.320.1430.940.01SA-1SA10131.170.0531.340.08SA-2SA10235.710.0230.950.04SA-3SA10338.780.7931.140.06SA-4SA10439.390.8731.040.10SA-5SA105N/AN/A31.200.10SA-6SA106N/AN/A31.070.09KP-0KP10023.840.1931.120.09KP-1KP10127.680.0731.460.03KP-2KP10231.500.2031.590.03KP-3KP10335.650.3631.600.13KP-4KP10439.510.8431.920.03KP-5KP105N/AN/A31.070.09KP-6KP106N/AN/A31.420.29H1N1-0H1N110022.060.0433.490.15H1N1-1H1N110125.420.0833.440.14H1N1-2H1N110229.060.0733.380.01
軍事科學(xué)院碩士學(xué)位論文第23頁圖1.3金黃色葡萄球菌單病原樣本與參考基因組ATCC27217測序深度比較為評估病原稀釋濃度與病原基因組測序深度間的關(guān)系,以金黃色葡萄球菌單病原樣本為例,將樣本中金黃色葡萄球菌序列與金黃色葡萄球菌參考基因組ATCC27217進(jìn)行比對,得到5個(gè)樣本對金黃色葡萄球菌基因組的測序深度,并將測序深度值繪制成折線圖(圖1.3)。由圖中可知,樣本SA-0和SA-1的所有位點(diǎn)的測序深度均大于1,而樣本SA-2、SA-3、SA-4的測序深度的平均值小于1,說明當(dāng)樣本中病原濃度較大時(shí),通過宏基因組測序方法可以檢測到病原體基因組的完整序列,但隨著病原濃度的減小,病原的測序深度也會隨之減小,只能檢測到部分基因組序列片段,無法獲得完整的基因組信息。另外,我們觀察到測序深度與病原稀釋倍數(shù)之間并不是呈線性變化的,當(dāng)樣本中病原濃度較高時(shí),測序深度隨病原濃度降低而明顯降低,但當(dāng)樣本中病原濃度較低時(shí),測序深度隨病原濃度變化不顯著,此時(shí)想要獲取更高的測序深度則需要進(jìn)一步增加測序數(shù)據(jù)量。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]肺泡灌洗液二代測序?qū)Ψ尾扛腥拘约膊〉脑\斷價(jià)值[J]. 李德經(jīng). 國際感染病學(xué)(電子版). 2019(04)
[2]高通量測序在膿毒癥患者病原體檢測和治療中的應(yīng)用[J]. 曹燕,劉易林,李莉,李曉勇,孫燁,鐘利民,謝恒,劉科成. 中國當(dāng)代醫(yī)藥. 2019(33)
[3]高通量測序在膿毒癥患者病原體檢測中的應(yīng)用[J]. 任迪,李穎,曾晶晶,譚婷婷. 海南醫(yī)學(xué). 2019(21)
[4]2014-2016年北京市懷柔區(qū)嚴(yán)重急性呼吸道感染病例流感病毒感染情況及其住院率分析[J]. 趙小娟,張奕,楊劍,李超,耿曉飛,劉洋,高志鵬. 實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué). 2019(09)
[5]二代測序協(xié)助診斷恙蟲病立克次體肺炎一例[J]. 侯婕,李園園,胡成平,潘頻華. 中華結(jié)核和呼吸雜志. 2019 (07)
[6]2015-2018年新鄉(xiāng)地區(qū)兒童呼吸道感染病原特征分析[J]. 李晶,任一帥,郭喜霞,徐亞利,朱鳳蓮. 中國病原生物學(xué)雜志. 2019(06)
[7]房山區(qū)嚴(yán)重急性呼吸道感染流行特征分析[J]. 龔海英,張帥,李麗麗,劉靜,張奕,王全意. 預(yù)防醫(yī)學(xué). 2019(03)
[8]宏基因組分析和診斷技術(shù)在急危重癥感染應(yīng)用的專家共識[J]. 宋振舉. 中華急診醫(yī)學(xué)雜志. 2019 (02)
[9]2015—2016年中國住院嚴(yán)重急性呼吸道感染病例監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量評估[J]. 李旦,張麗杰,鄭建東,秦穎,姜慧,李中杰,馮錄召,彭質(zhì)斌. 疾病監(jiān)測. 2017(12)
[10]32例甲型H3N2流感病毒感染嚴(yán)重急性呼吸道感染病例病毒全基因組分析[J]. 潘陽,張奕,楊鵬,石偉先,彭曉旻,崔淑娟,張代濤,盧桂蘭,趙佳琛,王全意. 國際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志. 2017(17)
本文編號:3521959
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