mNGS和tNGS超智能技术方案让病原微生物无处藏身

2022/7/19 17:29:13
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由病原微生物引起的感染性疾病是临床常见疾病，高发病率和高死亡率是其主要特征，大多由细菌、病毒、真菌和寄生虫等病原体及其代谢产物导致的局部或全身性炎症或器官功能障碍，其病因复杂，表现多样。感染性疾病的防控正在由“以治病为中心”向“以健康为中心”转变，对病原微生物进行简单、快速、全面、准确地鉴别，是公共卫生机构和临床医疗机构采取及时、有效措施的前提，适宜的高精尖新技术、新方法在此时显得格外重要。

传统的病原微生物检测包括涂片镜检、培养分离、生化检测和免疫学检测等，但是这些方法一般受限于周期长、检出率低、灵敏度低、覆盖度低、操作人员技术要求高等因素。

NGS高通量测序技术无需传统的微生物培养，能对样本中的微生物直接进行测序，再通过数据库比对，就能快速准确的实现感染性病原体的溯源、分型和耐药等多方面分析。NGS技术对病原微生物的检测主要有两种策略：宏基因组测序（metagenomic Next-Generation Sequencing，mNGS）和靶向测序（target Next-Generation Sequencing，tNGS）。

鸟枪法宏基因组测序

鸟枪法宏基因组测序 (shotgun metagenomics sequencing) 是对特定环境或样本中全部微生物的总核酸（DNA/RNA）进行克隆，并通过构建宏基因组文库进行高通量测序，通过数据分析比对得到感染病原体的分子遗传相关信息。由于mNGS能够检测出新发和罕见病原体，因此它在疑难、罕见的重症感染领域以及复杂的感染疾病二线辅助诊断中发挥无可替换的作用。

靶向高通量测序

靶向高通量测序(tNGS)是利用超高多重PCR建库技术和NGS技术对样本中已知病原微生物和感兴趣的靶标基因进行检测，检测灵敏度高，操作简单，数据分析判读简单，使用成本低是其主要优势。tNGS通过选择性设计、特异性扩增待检靶标基因，因此不受到人源和背景微生物核酸信号影响。tNGS一次可扩增几百到几万个扩增子，能够对病毒、细菌、真菌和寄生虫等检测实现单管流程，无需RNA和DNA分别建库，被广泛应用在常规病原体检测中。

赛默飞Ion Torrent™ NGS平台基于氢离子半导体测序原理，对核酸片段进行无损的高通量测序。在核酸链合成延伸的过程中，利用无任何人工修饰的天然碱基，通过半导体技术将待测核酸片段中ATGC碱基生物信号，快速准确的转化为数字信息。无需复杂昂贵且环境要求严苛的光学检测和扫描成像系统，也不采用人工修饰碱基，Ion Torrent平台相比于其他测序技术性价比更高，体积更小，测序速度更快，可在2～2.5 小时内完成单端200bp的测序流程。针对病原微生物基因检测，赛默飞基于Ion Torrent NGS技术平台可提供丰富全面的解决方案。

▲Ion Torrent提供完善的、久经验证的病原微生物NGS解决方案

宏基因组（mNGS）技术方案

Ion Torrent NGS提供完善的鸟枪法宏基因组（mNGS）测序方案，包括测序速度更快、通量更灵活、读长更长、自动化的Ion GeneStudio™ S5系统，配置灵活、使用简便、响应快速的Ion Buffalo微生物生信分析专用服务器，久经验证、广泛应用的宏基因组建库试剂，全面完善的服务与支持体系，可为广泛开展的病原微生物检测与监测提供有力的保障。

▲基于Ion Torrent NGS平台的宏基因组测序方案

该技术体系支持病原微生物鸟枪法全基因组测序，以更快的速度，更准确的结果，更灵活的通量，更高的自动化程度获取病毒DNA序列信息；再使用功能更全面、配置更自由灵活、分析响应更快的本地化生信分析服务器Ion Buffalo，仅需短短几分钟即可获得病原体一致性序列，并构建进化树进行流调溯源分析。通过Ion Torrent自动化、本地化的智能设计，让更多公共卫生机构、疾控中心和临床医疗机构更加简单高效、准确可靠地开展病原微生物防治工作。

靶向测序方案

Ion AmpliSeq作为业界超高多重PCR技术的先驱和领导者，在多个应用领域被广泛使用，国际范围内已验证使用无数靶向检测panel，广受用户高度好评。针对病原微生物，赛默飞提供非常丰富灵活的靶向检测选择，并通过AmpliSeq Designer免费在线工具，提供全天候的服务与支持。更多详细信息可点击https://ampliseq.com阅读学习。

Ion Torrent高通量测序平台：Ion Torrent™ Genexus™全自动一体化系统

作为普及型NGS平台，Genexus™系统采用产出高效准确、国际广泛应用的氢离子半导体测序原理，具备简单易用，多能实用的特色优势。

1个厂家，2台设备，1个从样本到报告的自动化高通量测序平台
1名操作人员，2步手工操作，1个全天候提供全方位专业支持和服务的精英团队
1个成熟完善的Ion AmpliSeq™核心技术体系，多个领域、多个场景的解决方案
1ng起始样本，1天时间，1个从样本到报告一体化集成的生物信息解决方案

Ion Torrent高通量测序平台：Ion GeneStudio™ S5系列高通量测序系统

Ion GeneStudio™ S5测序仪搭配Ion Chef™文库构建系统，可自动化进行检测，提供2M-130M Reads的灵活检测通量，单端测序长度可达600bp，测序时间只需2.5小时，一套系统满足各种应用和不同起始样本检测量的需求。

左：Ion Chef™系统右：Ion GeneStudio™ S5系统

Ion Buffalo微生物生信分析解决方案

Ion Buffalo是主要应用于微生物宏基因组测序数据和靶向扩增测序数据的分析，目前总共有16个分析流程可供客户使用，可以分成为疫情流调、宏基因组分析、基因组De novo分析以及重测序分析等模块，满足客户不同需求。

▲ Ion Buffalo预置分析流程

Ion Torrent NGS平台在微生物与感染领域拥有丰富的应用场景，针对微生物鉴定，感染性疾病研究，微生态分析，耐药检测，病原体分型，传染病溯源，毒力特征，突变进化检测，疫情监测、疫苗研发等均可提供成熟的解决方案。基于Ion Torrent平台的mNGS技术和tNGS技术为应对各种感染性疾病及更多未知病原体挑战做足全面准备。更快、更灵活、更完善的自动化与本地化Ion Torrent NGS方案，与您携手，无惧挑战，一起让世界更健康、更清洁、更安全！

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