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有了新一代测序,瘟疫不再是可怕的疾病

2017/06/08 来源:生物通/薄荷
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导读
过去,瘟疫是一场可怕的疾病,往往持续多年。如今,通过新一代测序(NGS),研究人员正在梳理病毒的起源,并追踪其扩散,希望将来可防止疫情爆发。在美国微生物学会的年会上,研究人员表示,NGS在诊断、监控和疫情调查上表现出巨大潜力。


本文转载自 生物通

过去,瘟疫是一场可怕的疾病,往往持续多年。如今,通过新一代测序(NGS),研究人员正在梳理病毒的起源,并追踪其扩散,希望将来可防止疫情爆发。在美国微生物学会的年会上,研究人员表示,NGS在诊断、监控和疫情调查上表现出巨大潜力。

纽约医学院的Victoria Gilrane和华盛顿大学的Alex Greninger正在追踪医院中流行的呼吸道感染,而Broad研究院和Scripps研究所的研究人员正利用测序来确定埃博拉和寨卡病毒如何传播。通过这种方法,他们已鉴定出病毒之间的相关性,发现新的传播路线,以及排除常见的感染源。

Broad研究院的Nathan Yozwiak对来自西非的埃博拉病毒样本进行测序。通过10天的测序运行,他们发现所有病毒株都是相关的。Scripps研究所的Kristian Andersen则分析埃博拉病毒样本的突变模式,发现病毒可以通过性行为传播。

同样地,在寨卡病毒爆发时,测序可以确认病毒的来源和传播。Yozwiak及其同事对~100株寨卡病毒进行测序,并结合GenBank中的64个寨卡病毒样本,建立了病毒的系统发育树,并于5月发表在《Nature》杂志上。

此外,测序也带来了更清晰的寨卡病毒传播路线。在佛罗里达州,大约有250起本地传播的病例以及1000起旅行相关的病例。Andersen及其同事测序了35株病毒分离株,其中大部分来自迈阿密海滩。通过分析发现,在2016年7月首次在迈阿密检测到病毒之前,寨卡病毒可能已经进入佛罗里达州。他们还发现,加勒比海是病毒的主要来源,特别是那些游轮。

利用新一代测序,华盛顿大学的Greninger及其同事试图确定住院病人的呼吸道感染是否有着共同的来源。他们收集了三名病人的人类副流感病毒样本以及急诊室或社区医院的10个对照样本,并在Illumina的MiSeq平台上进行测序。系统发育分析显示,对于两名测序覆盖度足够的住院病人,样本之间存在完全重叠,这表明感染是在医院中获得的。

对于疫情监控,测序也正在发挥作用。纽约医学院的Gilrane及其同事一直在检测肠道病毒D68,并注意到2016年的病毒株与2014年爆发的病毒不同。他们从纽约州患者身上采集了160个鼻咽样本,开展EV-D68特异的RT-qPCR检测和宏基因组的新一代测序分析。

当他们将2016年的样本与2014年的94个样本进行比较时,研究人员发现临床特征有一些差异。例如,新近感染的患者较为年轻。样本也分别属于不同的亚型:B1和B3。Gilrane指出,这是第一次在美国发现B3亚型。

Andersen认为,过去的疫情无法得到控制,主要是因为人们无法迅速诊断。埃博拉的疫情始于2013年12月,但直到第二年3月才得到确认。不过,他也承认延误是因为埃博拉病毒从未在此出现,以及该地区的医疗基础设施不佳。

对于未来,他认为早期诊断将有助于防止疫情爆发。“实现这一点的方式就是测序,”他说。也许,未来只需要采集患者的一点血液样本,就能够检测基因组中的一切。

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