流行病学研究是传染病公共卫生防控的重要组成部分。流行病学专家需要回答传染病的起源和传播、病原突变率、新毒株特征，以及现有数据如何预测新型病毒的出现这几个关键问题。 在仅需检测病原体时，我们首选qPCR方法。另一方面，NGS技术结合相关生物信息学分析，又可以帮助我们深入回答更多关键问题，比如疾病传播、起源、进化和毒力等。此外，便捷、简单和自动化的NGS工作流程，可以让不熟悉该方法的研究人员也能开展复杂的研究，并获得有意义的结果。 NGS的优势在哪里？ NGS技术可让我们深入了解病原，研究人员能够对毒株的出现、接触者追踪、疫情监测(包括通过污水分析)、人畜共患传播等等进行回顾性研究，以及通过进化分析对病毒分型。 病原生物学是了解传播过程和毒株毒力的关键 在回顾性研究中，研究人员可使用样本库中的FFPE样本。NGS快速、自动化的工作流程可并行处理多份样本，获取病原体(包括所有突变株和血清型)的完整基因组序列。 感染控制策略是否有效，监测溯源至关重要 工作人员可以依据病毒样本测序信息绘制感染传播图，确定人群的总体阳性率。为了确保时效性，这些分析必须快速、可扩展并且准确。 污水及环境监测，追踪跨物种传播 NGS在病原变异分析和毒株鉴定方面具备独特的优势。动物源传播应给予特别关注，在这情况下，病原体通常可以从动物源头通过中间宿主传染给人类。NGS技术可鉴别这些毒株，并跟踪其突变情况。 分析识别初始感染源、跟踪地理传播情况，制定疾病控制策略 有多种分析方法可以鉴定和区分病毒突变株，分子生物学技术是最常用的方法。通过对病毒基因组特异的可变区测序，可以确定特定病原突变株是否存在系统进化关系。 利用NGS技术应对危机 NGS技术增加了我们对新冠病毒的认识，但常规NGS方法周转时间长、投入资源多，需要操作人员具备专业知识。因此在流病控制方面，NGS未得到充分利用。 理想的NGS工作流程应具备可操作性，并可集成到实验室现有工作流程中。要求测序系统运行稳定，保证不同研究组和地理区域之间实验结果的一致性。在研究项目切换时，系统也必须能应对新挑战，可拓展新方案来跟踪、鉴定病原体。 评价新工作流程时，我们都会把它带来的附加值与增加的成本做个比较。NGS分析方法的自动化就具有极大的价值，因为它能够保证检测结果的一致性，帮助实验室工作人员专注于更高价值的工作。 快速开展新冠病毒流行病学研究 Ion Torrent Genexus 一体化测序仪与 Ion AmpliSeq SARS-CoV-2 Research Panel 联合，解决了NGS用于新冠流行病学研究的绝大部分障碍。方案快速、自动化，1天内即完成从核酸到报告的全流程，帮助实验室以前所未有的速度获取完整新冠基因组信息。
图1. 使用Genexus一体化测序仪和Ion AmpliSeq SARS-CoV-2 Research Panel分析16份样本的典型工作流程，快速且自动 Genexus是全新的、革命性NGS平台，整个实验流程中只需两步手动操作。
Ion AmpliSeq SARS-CoV-2 Research Panel包括两个引物池，扩增子长度为125到275bp，可覆盖超过99%的新冠病毒基因组，涵盖突变株和所有血清型。 完整工作流程，快速周转时间(约24小时)，手动操作时间约为5分钟，测序准确，单核苷酸变异(SNV)错误率更低，RNA样本起始量可低至1ng，并采用高分辨率长读长测序，所有这些因素都对流行病学的病毒分型工作十分有利。 近期文献报道显示，基于Genexus和Ion Ampliseq SARS-CoV-2 Research panel对新冠病毒进行全基因组测序，日本科学家首次发现巴西变异病毒株SARS-CoV-2 P.1系列1。
欢迎来赛默飞实验室参观Genexus运行高度自动化的NGS实验。 参考文献： 1. Discovery of SARS-CoV-2 strain of P.1 lineage harboring K417T/ E484K / N501Y by whole genome sequencing in the city, Japan https://doi.org/10.1101/2021.02.24.21251892
仅供研究使用。不可用于诊断。 |
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