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NGS两大应用“门派”,华山论剑!

2019-12-24 13:19| 编辑: 小桔灯网| 查看: 3230| 评论: 0|来源: IVD从业者

摘要: 锁炎来源:IVD从业者二代测序技术能够针对数以万计的DNA分子进行测序,能够在碱基突变的水平上进行分析,测序技术的发展使得精准医学有了更加先进的技术解决方案。不同的二代测序平台的区别主要体现在测序反应的技术 ...

来源:IVD从业者


二代测序技术能够针对数以万计的DNA分子进行测序,能够在碱基突变的水平上进行分析,测序技术的发展使得精准医学有了更加先进的技术解决方案。


不同的二代测序平台的区别主要体现在测序反应的技术上,这些差别可以分为:模板制备方法(例如乳液PCR、DNA纳米球、桥式扩增 、单分子模板)、序列测定方法(焦磷酸测序、基于可逆终止化学测序、基于连接反应的测序、磷酸连接荧光核苷酸或实时测序).


不同的机器生产时会在技术细节上有许多不同的地方,但他们都需要经过文库建立、测序、数据输出分析等过程。


二代基因测序技术能对人体全基因组进行全面重新测序,因此二代基因测序不仅能够发现人类常见病,还能够全面排查人体自身发生突变的基因。


宏基因组学是如今最有前途的新兴组学领域,而宏基因组测序是指利用NGS技术去分析样本中存在的所有DNA或者RNA信息,从而能够分析整个微生物组以及患者样本中的人类宿主基因组或转录组,找到致病微生物。


人体基因测序


人体基因存在突变、短片段缺失以及拷贝数变异等情况,通过检测这些异常可以发现对临床诊疗有价值的信息。目前市场上成熟的人体基因检测服务主要应用于靶向药物相关基因突变、免疫治疗相关基因突变以及化疗药物用药相关基因突变等


靶向药物相关基因突变:靶向药物主要是通过作用于肿瘤细胞的特定靶分子而达到治疗效果,肿瘤细胞的基因突变会导至表达的蛋白质发生变化,进而使得细胞的功能发生变化。


靶向药物是针对特定的基因或者突变的肿瘤细胞起作用,在用药前检测这些突变能够合理的使用靶向药物。


免疫治疗相关基因突变:与靶向药物不同,某些基因突变不仅影响药物疗效,在使用免疫药物治疗过程中,有些特定基因突变会促进肿瘤细胞的进展,因此在使用免疫药物时,是否存在一些正调节或者负调节生物因子也是非常重要的。


常见的免疫治疗相关的生物标记物有PD-L1、TMB、MSI及一些其他的基因突变


化疗药物用药相关基因突变:通过基因检测来筛查化疗药物也是临床的一大主要用途,基本原理与靶向治疗的相似,通过基因检测对不同的化疗药物进行评估,可以针对不同的患者制定不同的治疗方案。


同时研究发现;一些放化疗药物会大幅加快DNA突变频率,最高能达到自然突变频率的100倍,甚至是1000倍。对正在进行化疗的患者和即将进行化疗的人群具有一定的临床价值。


NGS在人体基因组检测方面除了上述应用之外,也应用于遗传性肿瘤基因分析等方面。

宏基因组测序


宏基因组学是在1998年提出的,是指将来自环境中的基因集可以在某种程度上当成是一个基因组进行研究分析。直接从样本中提取全部微生物的DNA或RNA,构建宏基因组文库,利用基因组学的研究策略研究样本中所包含的全部微生物的遗传组成,群落功能。



2019年在IVD行业比较热门的技术之一便是mNGS(宏基因组测序)病原微生物诊断,应用于多种感染性疾病的诊断、疾病和健康状态下微生物学分析等等。


mNGS微生物诊断有别于传统的微生物培养、镜检以及分子检测,在混合感染和未知致病微生物检测方面拥有明显的优势。


 


mNGS能够对细菌、病毒及真菌进行分析,获得分子基因型、耐药基因谱等信息,同时也可以分析其进化历史、感染途径等。


但小编以为细菌种类复杂,在构建基因文库阶段的核酸提取部分是比较重要的部分,如果我们再将病毒、真菌的核酸提取也考虑进去,在核酸提取环节很多企业或许已经能够分出胜负。


mNGS较人体基因测序而言,更具有应用前景,但是目前应用远不及人体基因测序,主要的原因还是在于数据的分析,对检测结果无法进行标准化分析,也就是什么样的数据在临床上是有价值的,当下并无明确的指导文件。


目前mNGS主要样本有血液、肺泡灌洗液、胸腹水、脑脊液及尿液等等,因受到报告时限和价格的因素影响,通常在常规检测失败或者不理想的情况下考虑。
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