傳統(tǒng)的血清學與分子生物學方法如ELISA與PCR,由于病原微生物的特異性差異,有時只能用于病原微生物特定種甚至特定種特定株系分離物的檢測;而電鏡與生物學接種鑒定方法又難以將病原微生物鑒定至物種水平。相比之下,高通量測序技術可以提供一條新的病原微生物鑒定途徑。病原微生物檢測的不可知性使得高通量測序成為研究這類病原微生物的有用工具。目前,該技術在人類與動植物病原微生物的鑒定中已經(jīng)有較多的應用。高通量測序在臨床virology領域的應用 病毒作為一種古老的物種存在于自然界,幾乎能夠在任何物種寄生,與人類健康息息相關。雖然大部分病毒沒有出現(xiàn)明顯的臨床癥狀,少數(shù)病毒能夠引起人類多種疾病,表現(xiàn)出包括發(fā)熱、腹瀉、出血、出疹、呼吸道癥狀、神經(jīng)系統(tǒng)癥狀等。傳統(tǒng)的微生物鑒定方法依賴于表型鑒定。隨機PCR新病原鑒定原理
傳統(tǒng)病原微生物檢測方法概況:隨著醫(yī)學微生物學研究技術的不斷發(fā)展,病原學診斷已不再局限于病原體水平,深入到分子水平、基因水平的檢測手段不斷出現(xiàn)并被應用于臨床和實驗。核酸分子雜交技術、PCR技術、基因芯片技術、高通量測序技術等檢測方法,自動化程度高,快速省時、無污染、結果精確,可以準確靈敏地鑒定病原微生物。 傳統(tǒng)的病原微生物的檢測方法有:直接涂片鏡檢、分離培養(yǎng)與生化反應、組織細胞培養(yǎng)、血清學與免疫學檢測、血清學與免疫學檢測、基因檢測(核酸雜交技術、基因芯片技術、PCR技術、環(huán)介導恒溫核酸擴增法等)。隨機PCR新病原檢查檢測微生物鑒定的傳統(tǒng)的鑒定方法普遍使用。
未知病原鑒定測序實驗基于二代測序技術。樣本經(jīng)過核酸純化-文庫構建-生物信息學分析這3大基本流程后轉換成了病原體的序列數(shù)據(jù)。首先,在核酸純化環(huán)節(jié),探普提供專門針對病原的核酸純化樣本指南,以提高病原純度和得率,與此同時探普生物也提供核酸純化服務。第二,文庫構建環(huán)節(jié),探普生物專門針對病原樣本的核酸低濃度/超微總量特點開發(fā)了超微量核酸文庫構建,可以將0.01ng/μl甚至更低濃度的核酸構建成測序文庫。第三,生物信息學分析環(huán)節(jié)。因為病原一般是在復雜環(huán)境或背景中獲得的,因此下機數(shù)據(jù)一般都伴隨大量的宿主和其他非致病微生物的數(shù)據(jù),探普生物基于該特點,優(yōu)化了自有數(shù)據(jù)庫,專門針對病原數(shù)據(jù)搭載了生物信息學分析流程,可處理復雜背景下的病原序列。
生物的個體在一生的生長繁殖過程中,經(jīng)過不同的發(fā)育階段。這種過程對特定的生物來講是重復循環(huán)的,常稱為該種生物的生活周期或生活史。各種生物都有自己的生活史。在分類鑒定中,生活史有時也是一項指標,如黏細菌就是以它的生活史作為分類鑒定的依據(jù)。很多細菌有十分相似的外表結構(如鞭毛)或有作用相同的酶(如乳酸桿菌屬內各種細菌都有乳酸脫氫酶)。雖然它們的蛋白質分子結構各異,但在普通技術下(如電子顯微鏡或生化反應),仍無法分辨它們。然而利用抗原與抗體的高度敏感特異性反應,就可用來鑒定相似的菌種,或對同種微生物分型。用已知菌種、型或菌株制成的抗血清,與待鑒定的對象是否發(fā)生特異性的血清學反應來鑒定未知菌種、型或菌株。該法常用于腸道菌、噬菌體和病毒的分類鑒定。利用此法,已將傷寒桿菌、肺炎鏈球菌等菌分成數(shù)十種菌型。微生物鑒定可以采用不同微生物對周圍環(huán)境的資源的利用度有所不同的特性來區(qū)別。
在實驗室中,為了分離某些厭氧菌,可以利用裝有原培養(yǎng)基的試管作為培養(yǎng)容器,把這支試管放在沸水0浴中加熱數(shù)分鐘,以便逐出培養(yǎng)基中的溶解氧。然后快速冷卻,并進行接種。接種后,加入無菌的石蠟于培養(yǎng)基表面,使培養(yǎng)基與空氣隔絕。另一種方法是,在接種后,利用n2或co2取代培養(yǎng)基中的氣體,然后在火焰上把試管口密封。有時為了更有效地分離某些厭氧菌,可以把所分離的樣品接種于培養(yǎng)基上,然后再把培養(yǎng)皿放在完全密封的厭氧培養(yǎng)裝置中。對人和動物具有致病性的微生物稱為病原微生物,又稱病原體。上海微生物鑒定原理
大多微生物鑒定系統(tǒng)采用細菌分解底物后反應液中pH的變化。隨機PCR新病原鑒定原理
未知病原微生物鑒定中的高通量測序應用于臨床感鑒定高通量測序臨床應用的劣勢有:1)測序成本,尤其是海量數(shù)據(jù)的計算機輔助分析速度及成本;2)人體標本及標本處理過程均不是無菌狀態(tài),難以區(qū)分健康攜帶和污染信號,尤其是條件病原體;3)難以確定高通量測序鎖定的可能病原體和目前疾病狀態(tài)的因果關系。隨著高通量測序成本的下降和云計算在線分析軟件的使用,高通量測序正在逐步進入臨床應用,而臨床指導下的高通量測序和高通量測序指導下的病原體致病性判斷是有效的臨床應用路徑。隨機PCR新病原鑒定原理
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