차세대 시퀀싱(NGS)방법을 표시하기 시작했 문헌에서 2000 년대 중반에 있었을 변화시키는 효과에서 우리의 이해 미생물 유전체학 및 전염성 질환입니다. 그럼에도 불구하고 있는 상당한 논란에서는 방법,언제,어디서 차세대 시퀀싱에 중요한 역할을 할 것이 임상 진단 실험실입니다., 심점-대법 토론에서 저널의 임상미생물학에 대해 설명합 도전과 기회와 함께 올 수 있는 소개의 metagenomic 차세대 시퀀싱(mNGS)로 일상적인을 받으실 수 없습니다. 정확히 mNGS 는 무엇이며 거기에 다른 많은 핵산 기술과 어떻게 다른가요?
Metagenomic 차세대 시퀀싱이란 무엇입니까?
차세대 시퀀싱은 몇 가지 고 처리량 시퀀싱 방법으로 수십억의 핵산 조각할 수 있고 독립적으로 시퀀싱 합니다., 반면 이 기술은 고전적인 방법과 같은 생어 시퀀싱(또한 dideoxynucleotide 체인 종료 시퀀싱)어떤 프로세스 중 하나는 염기서열당 반응입니다.
특성을 세균 게놈을 사용하여 NGS,예를 들어,게놈은 분할 여러 조각으로 생산하는 순서나 읽고에 이르기까지 수백 수천의 기지에 길이 있습니다. 서열은 계산 접근법을 사용하여 단일 게놈으로 조립됩니다. 여러 개의 겹치는 시퀀스 읽기가 함께 결합되어 contig 라고하는 하나의 더 긴 시퀀스를 생성합니다., 거기에는 종종 간의 격차 콘틱과의 서열과 하지만 고충실도 더 이상 순서를 읽는 것의 이상적인 방법 시퀀싱,플랫폼을 생산하는 짧은 읽은 일반적으로 적은 비용과 오버랩에서 시퀀스를 만들이 더 정확합니다. 건설 된 게놈(갭을 포함 할 가능성이 있음)은 유기체의 식별을 위해 참조 데이터베이스에 정렬됩니다. 이 기술은 단일 박테리아 게놈 프로젝트가 몇 년이 걸릴 수있는 시퀀싱 초기에 상당한 발전을 나타냅니다.,
많은 소프트웨어 패키지를 제공 NGS(mNGS)는 단순히 실행하는 모든 핵산에서 샘플을 포함할 수 있는 혼합의 인구는 미생물,할당하여 이러한 그들의 참조는 유전자를 이해하는 미생물은 현재 어떤 비율입니다. 는 기능을 순서를 식별하고 핵산은 서로 다른 여러 taxa 많은 소프트웨어 패키지를 제공한 분석이 이 강력하고 새로운 플랫폼 수 있는 동시에 식별하는 유전자 소재에서 완전히 다른 왕국의 유기체.,
전염병 진단,발발 추적,감염 통제 감시 및 돌연변이 및 병원체 발견을 포함하여 가능한 임상 응용은 엄청납니다. mNGS 이라고 불리는 산탄총을 시퀀싱,의 임상 샘플을 적용한 다양한 샘플 유형을 포함한 뇌척수액,혈액,호흡기 샘플 위장 액체,그리고 눈니다.
의 장점은 무엇 Metagenomic 차세대 시퀀싱?,
가장 큰 강도의 mNGS 은 그것이 공평한 가설-무료 진단 방법과는 달리,타겟팅된 중합효소 연쇄 반응(PCR)방법에 의존하는 프라이머의 식별을 위한 특정 대상을 증폭과 검출합니다. 도 유니버설 또는 넓은 범위 PCR 방법은 충분히 넓은 것으로 간주많은 소프트웨어 패키지를 제공를 사용하기 때문에,특정 프라이머의 보존 16S ribosomal RNA(rRNA)유전자 및 내부 전사 스페이서(해당)시퀀스를 증폭하기 위한 핵산 시퀀스할 수 있는 bioinformatically 으로 분류됩 박테리아/고세균 또는 곰팡이 각각합니다.,
범용 프라이머는 또한 분자 검사로 다발성 감염을 진단 할 때 문제를 제기합니다. 는 경우 polymicrobial 인구는 현재 사용하는 경우 16S 시퀀싱,여러 기본화를 만든 것입니다 당 뉴클레오티드,생산 혼합된 뉴클레오티드 크로마토그램 될 수 없는 해석됩니다. 가있는 동안 드 나선형 전산 사용할 수 있는 방법 예측하는 미생물 식별,이러한 표준 사용에 대한 많은 실험실,종종 반사하는 차세대 시퀀싱 16S 유전자를 위한 polymicrobial 샘플입니다.,
Metagenomic 차세대 시퀀싱의 과제는 무엇입니까?
에도 불구하고 잠재적의 mNGS,많은 장벽을 명확하기 전에 기술 부분이 될 수 있는 주류의 실험실뿐만 아니라,격차에서 우리의 이해에 대해 진단 유틸리티입니다. 주요 예약을 포함한 해석의 결과(구별 오염 및 식민지에서 진정한 병원균),선택과 유효성 검사에 사용되는 데이터베이스에 대한 분석과 예측(또는 그 부족)에 항균 감정., 일반적인 인식은 mNGS 가 너무 엄청나게 민감하여 다른 모든 테스트가 부정적 일 때 진단을 밝힐 것입니다. 동 mNGS 될 수 있습 analytically 보다 더 민감한 표준 방법을 경작하는 어떠한 경우에는,필요한의 제거 방대한 양의 인간의 핵산 시퀀싱하는 동안 준비과(의 계산 방법)게시물 분석 프로세스,줄일 수 있습니다 감도에서는 비교를 대상으로 PCR 방법에 대한 많은 유기체.
mNGS 의 특이성은 방에있는 속담 코끼리로 남아 있습니다., 오염의 샘플 동안 견본 수집 큰 관심을 주어 증가 민감도 분석의 mNGS 에 비해 표준화 방법,그리고 필요가 있는 검증된 품질 관리 프로세스에 대한 단계에서 평가 시약의 순도를 측정하는 게놈 적절한 적용을 제어합니다. 또한 일부 Illumina 플랫폼에서는 잘못된 바코드 색인을 지정하여 시퀀싱 데이터에 대한 오 탐지를 초래할 수 있습니다., Bioinformatic 품질 제어 있는지 확인하는 데 필요한 높은 품질 및 검증 게놈을 사용할 수 있는 최소한의 데이터베이스에 오류가 있습니다.이상적으로 bioinformatic 직원을 사용할을 해석하는 시퀀싱 결과에 대한 각각의 시험지 않는 대부분에서 사용할 수 있는 임상 미생물 실험실., 연방의약국(FDA)와 협력하면 다른 연방 정부 기관 보 데이터베이스 권리 FDA-아르고스(FDA 데이터베이스에 대한 규제-등급의 미생물 시퀀스)는 유용한지 확인하는 현재 mNGS 결과가 안정적이고 정확하지만,이러한 리소스가 필요한 업데이트되고 유지된다.
mNGS 의 임상 적 특이성을 둘러싼 더 큰 의문이 남아있다:환자의 현재 질병에 기여하는 병원균으로부터 검출 된 서열인가?, 분석의 특이성 mNGS 테스트를 해결할 수 있는 엄격한 컨트롤을 통해 견본 모음 시퀀싱 라이브러리 준비,분석 결과,실행하고 bioinformatic 분류하지만,임상 특이성을 직접 해결하여 이러한 접근 방식을. 는 질문을 결정하는 데 도움이 될 수 있습 임상 유틸리티 및 적용을 포함한다:우리는 어떻게 구분 미생물과 관련된 일시적인 bacteremia 에서 구두/위장 식물 또는 피부 개척자에서 혈액/플라스마 mNGS 테스트?, 시퀀싱 깊이는 어떻게보고되어야하며 진정한 감염에 대한 서열 깊이의 관계는 얼마나 신뢰할 수 있습니까? 이 관계는 병원체/숙주에 따라 다릅니 까? 환자가 적절한 치료 요법을 받으면 mngs 에 의한 병원체의 예상되는 검출 가능한 반감기는 얼마나 걸립니까? 임상 연구 유틸리티 비용 효율성을 크게 필요에도 불구하고 명백한 전원이 기술에서 연구 발견의 관점입니다.,
그것은 또한 가치가 없습니다 현재 FDA 허가 또는 승인되는 mNGS 테스트 전송할 수 있는 대한 미생물 테스트가 있지만,실험실로 인증된 임상 실험실을 개선 보정의 1988 년(CLIA’88)을 제공하는 테스트 임상 샘플입니다. 현재까지,예를 들어 종양학 검사 또는 낭포 성 섬유증의 검출을 위해 FDA 에 의해 몇 가지 진단 ngs 시스템 만 삭제되었습니다., 최근 검토을 자세히 설명합 많은 규제기관의 장애물을 고려 사항을 해야 하기 전에 해결 mNGS 입력 할 수 있습니다 주류의 임상 진단 실험실로 FDA 검증 테스트.
요약하는 동안,mNGS 테스트를 수행할 수 있습이에서 중요한 역할을 미생물 진단 워크플로에서 미래,특히 시퀀싱 및 bioinformatic 처리 능력을 발전함에 따라,이 남아 있는 복잡성이 높은 기술에 대한 임상 유틸리티에서 우리의 현재 의료 실제 환경이 불확실하다., 지만 mNGS 테스트를 제공할 수 있습니다 새롭고 흥미로운 임상 진단 기회 가까운 미래에 아무도 그것을 가능성이 대체시켜줄 임상습니다.