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百万探针捕获,给tNGS再添“一把柴”

频道:行业资讯 日期: 浏览:385

百万探针捕获,给tNGS再添“一把柴”

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7月12日晚,金域医学发布了一款新的产品病原核酸测序产品MetaCAP™,这款产品由金域医学和金圻睿基于探针捕获法联合研发而成,据称是兼顾mNGS广谱检测和tNGS良好的特异性、灵敏度,又解决组织和无菌体液病原核酸测序痛点,还具备高性价比。

这里有几个关键词:探针捕获法,广谱检测、特异性、组织和无菌体液

探针捕获法:通过设计合成靶向目标区域(人基因组或微生物特定区域等)的特异性探针,与样本中含有靶标区域的目标基因组文库DNA进行杂交,捕获后使用主流的测序平台进行高通量测序。

广谱检测:超过2000种病原微生物会引起人类感染,能够覆盖的病原体种类越多,其检测病原谱就更加广泛。

特异性tNGS只针对特定基因序列进行扩增和测序,为此其可排除宿主核酸干扰。

组织和无菌体液:组织和无菌体液一直是测序样本中最难处理的两种样本,无菌体液核酸含量少,背景菌易被放大,单一序列数作用有限;组织的无菌体液宿主率相对较高,阴性排除感染价值需探讨。

这次推出的新产品MetaCAP™技术特色是“去宿主+百万探针捕获”。具备广谱、超敏、覆盖RNA病毒全基因组兼容病毒同源突变、覆盖重点关注病原的耐药位点等特点。

如果做靶向检测,基本都是可以去宿主的,但是如果要做到超敏就需要更高的技术水平,在mNGS病原体检测中提供灵敏度的方式有两种,一种是正向富集,通过设计多重引物扩增目标病原体,另外一种是反向富集,也就是通过离心或者其他处理方式去宿主降低人体细胞或者核酸比例。把这个技术用在tNGS中也是目前的普遍做法。

百万探针捕获,给tNGS再添“一把柴”

比较有看点的是,这个百万探针捕获技术,这概念是从2022年诺贝尔生理学或医学奖获得者瑞典科学家Svante Pääbo (斯凡特•帕博)的研究中而来;Svante Pääbo团队利用探针捕获技术研究古人类基因组,设计了100万条的探针集,实现目标序列约190,000倍富集。

百万探针捕获,给tNGS再添“一把柴”

图2:该研究成果发表于Science

也就是说在感染检测领域,只要也做出一个100万条的探针集,那么去识别目前已知的所有病原体就会成为可能,这就使得tNGS的病原谱可拓展到已知的所有病原体的,体现出了广谱性

像2022年7月,微远基因20万例mNGS临床大样本,基于百万探针捕获的mNGS 2.0:IDseq Ultra,可全覆盖25863种病原体,同时该技术也实现了无需预设DNA和或RNA流程的并库技术,能够同时针对DNA和RNA进行检测。

关于DNA和RNA共检技术,在肿瘤基因检测方面应用已经比较成熟了,例如元码基因自主研发的DNA+RNA共捕获技术(专利P-Cap技术)可以针对近千种基因实现DNA和RNA并行检测,一次性获得DNA+RNA双维信息,但目前在病原体检测领域的应用还处于快速发展的阶段。百万探针捕获技术将tNGS从超多重PCR带到了超超超超超超多重PCR的阶段,理论上只要已知病原体,有其基因序列,就可以设计捕获探针,一条不够来两条,两条不够来10条。但是探针捕获的技术短板也需要引起重视,那就是与真正的mNGS不同,样本的核酸被随机打断之后(一般认为500bp是比较合适的长度),探针捕获时可能和目的片段部分杂交,导致一些含有部分目标区段的片段被捕获,最后导致结果特异性较差,容易捕获非目标区段

百万探针捕获技术作为一种富集手段,在检测低丰度(低拷贝数)和或混合多样的病原微生物时能够提供病原检测灵敏度,解决高人源背景样本检测难的痛点,同时对于检测病原微生物基因组上的耐药/毒力基因的检测也拥有更加全面的分析。

这种技术与mNGS相比仍旧有核心原理的差别,无法发现新发传染病病原体,但是与tNGS相比可以将检测的靶标从现在的200-300左右直接提升至mNGS的3000-20000的水平。

如果检测时间和现在的tNGS差不了太多,同时成本能够在1000-2000元之间,这款产品还是非常值得期待的。

如果mNGS叫“大宏基因”,tNGS叫“小宏基因”,那现在金域的这款产品应该叫什么?要不叫“亚宏基因”吧!

以上文章部分内容及图片引自金域医学、微远基因等官微

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