通过实时基因组分析早期诊断早产儿感染

诺里奇研究公园(Norwich Research Park)的科学家和临床医生开创了一种描述早产儿微生物群的新方法，这种方法可以显著加快对感染的识别，并提供更有效的治疗。

通过利用新一代测序技术，来自Quadram研究所和Earlham研究所(EI)的团队已经表明，他们可以快速和可靠地识别早产儿粪便样本中存在的微生物，这些微生物可能导致危及生命的情况，如败血症或坏死性小肠结肠炎(NEC)。该方法还揭示了抗菌素耐药基因的存在，这是选择最有效治疗所需的重要信息。

使用牛津纳米孔技术公司的MinION便携式测序设备和定制的软件来分析序列数据在实时，数据可以在5小时内获得。目前的方法需要长达48小时，开发该平台的常规使用临床能够更快、更有针对性地使用抗菌药物。

EI的组长Richard Leggett博士补充说:“有了MinION和我们自己的分析管道(专门为这项工作开发的NanoOK RT)，我们可以在4到5个小时内从粪便样本到病原体和抗菌素耐药性(AMR)图谱。对于这些高危患者，时间是至关重要的。我们还可以利用MinION的长DNA序列将AMR基因植入宿主细菌中，从而更好地了解抗生素耐药性。”

“纳米孔测序是一项有趣的技术，因为它能很快提供有用的数据。我们很兴奋地看到，使用我们定制的软件，它能在临床样本上表现得如此出色。它没有逃过我们的注意，因为它是廉价的，小的和低功率的，它可能是唯一有用的更低的和中等收入国家马修·d·克拉克(Matthew D. Clark)博士说。他曾任EI技术发展主管，现为伦敦自然历史博物馆(Natural History Museum London)研究负责人。

为了测试他们的平台，研究人员使用便携式MinION对模拟微生物群落进行了“猎枪宏基因组”研究。散弹枪宏基因组学分析了混合生物体的基因组序列，在这种情况下是20种不同的微生物。在确认了使用MinION的方法是有效的之后，研究人员开始使用从早产儿身上获得的样本。

为了评估平台在现实生活中的工作情况，研究人员与诺福克和诺维奇大学医院的新生儿重症监护室(NICU)合作。临床研究团队在得到父母同意的情况下，收集了早产儿的粪便样本，作为长期合作的一部分，研究非常早产儿的肠道健康和微生物群。

该方法发表在该杂志上微生物学性质健康的婴儿体内有大量有益的双歧杆菌，而其他的婴儿体内则含有阴沟肠杆菌或肺炎克雷伯菌，这两种细菌都可能导致危及生命的感染。

诺福克和诺维奇大学医院NICU和东安格利亚大学的新生儿顾问和研究负责人Paul Clarke教授是这项研究的共同作者之一，他说:“早产儿是一组高危感染人群。目前，我们90%以上的早产儿都在接受抗生素治疗，但回顾起来，大多数早产儿并不需要抗生素。这项研究很重要，因为它带来了这样的希望:我们可能很快就能利用这项技术，在更早期的阶段帮助我们辨别哪些婴儿真的需要抗生素，哪些不需要。这可以拯救很多人婴儿这将是限制抗菌素耐药性的一个重要进步。”

至关重要的是，该系统有助于在一段时间内进行采样，这样就可以监测微生物区系的变化。这对于监测致病菌非常有用，但它也让研究人员了解其他干预措施如何随着时间的推移影响微生物群。例如，它可以监测抗生素对整体微生物形态的影响，或测量益生菌补充的影响。

猎枪宏基因组学不仅仅是描述物种多样性。在这项研究中，研究人员特别感兴趣的是分析微生物组中赋予抗生素耐药性的基因，即“抗性体”。克雷伯氏菌尤其令人担忧，因为它对多种抗菌素的耐药性日益增加。因此，猎枪宏基因组学的扩展可以帮助在这些临床环境中监测AMR。

这种快速便携式微生物区系分析平台的开发使其在临床环境中的应用更近了，但在它可以作为常规诊断工具之前，还需要在不同地点进行更多的试验来证明其实用性。然而，随着技术的快速进步，很明显它有潜力在临床环境中拯救生命，保护我们所有人免受抗生素耐药性的威胁。

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