新一代测序技术大大缩短了败血症的诊断

一份报告在分子诊断杂志由Elsevier发布的新技术描述了一种使用实时下一代测序（NGS）来分析败血症患者血浆中的微生物无细胞DNA的微生物无细胞DNA，提供准确诊断败血症的药剂的可能性在血液的几个小时内。目前的诊断测试既不是快速也不足够特定于提供及时，批判性重要信息。

“每年患有多达5000万种事件脓毒症病例，每年患有1100万败血症相关的死亡，败血症代表了健康损失的主要原因，”海德堡大学麻醉学系副负责人联合引导研究员Thorsten Brenner，MD医院，海德伯格，德国。“可靠和早期鉴定病原体能够快速和最合适的抗生素干预，从而增加更好的结果和患者存活的可能性。目前，在大多数情况下，仍依赖于微生物培养的标准诊断（70％到90％）不提供及时的积极成果。“

NGS包含了几个用于测序DNA中核苷酸的高级过程。在之前的工作中，研究人员描述了一种利用微生物细胞游离DNA的NGS来检测血液病原体的系统，这种系统比标准血液培养物(28小时内)高灵敏度和速度。然而，他们的最终目标是开发出一种更快的测试来加速治疗。

为了克服这个限制，研究人员建立了一个基于第三代高通量(纳米孔)微生物DNA测序。通常，纳米孔测序用于分析足够数量的长片段。然而，在血浆中，微生物细胞游离DNA出现在小片段和低数量。纳米孔测序提供了在测序过程中进行实时分析的可能性，这大大减少了获得结果所需的时间。德国斯图加特弗劳恩霍夫界面工程与生物技术研究所的首席研究员Kai Sohn博士说:“我们还必须创建经过验证的、特别适用的生物信息程序，以可靠地识别病原体。”

这种新技术依赖于称为矿物的手持纳米孔序列子。该设备是便携式的，可以读出超长读取，并立即处理实时读取。

在这项概念验证研究中，研究人员分析了4名脓毒症患者和3名在ICU住院的健康对照者的血浆。每个样本的DNA都经过了两种技术的测序:标准NGS (Illumina)和新的纳米孔NGS技术。通过纳米孔测序，所有脓毒症患者样本均发现相关阳性病原体，无论是细菌、病毒还是真菌。

经过进一步的改进，新技术能够实现3.5倍的测序吞吐量，允许在测序开始后几分钟内识别病原体。事实上，最高质量的结果是在测序开始的2或3小时内产生的。相比之下，Illumina只有在测序完成后才能获得最终结果。Sohn博士评论说:“这个新系统可以促进ICU的同班抗生素干预，从而显著改善患者的预后。”

调查人员还将病原体检测与煤矿系统的概率进行了比较至高精度和临床验证的Illumina NGS技术，以媒体病患者239次采用239个样品。虽然纳米孔测序的准确性低于Illumina（约85％与99％），但它们发现Minion与Illumina产生的结果之间的强烈相关性。

“耗时，误差和污染的血液培养仍被视为败血症诊断的护理标准，经常导致不恰当和延迟的目标治疗，”布伦纳教授说。“这纳米孔测序平台序列是实时的，有可能将诊断时间缩短到几个小时。”

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