NGS如何拯救一个年轻的生命

幸福侠侣

在AGBT 2014上，来自加州大学旧金山分校的Joe DeRisi讲述了一个真实的故事，新一代测序如何拯救了一个年轻的生命。当时，这个故事并未引起太多注意，因为当天正好赶上Oxford Nanopore发布数据。幸好，Keith Robinson在Omics Omics上复述了这个故事。

故事的主人公是一名14岁的男孩，他出生时患有严重联合免疫缺陷综合征（SCID）。早些时候他曾接受了骨髓移植手术。2013年夏天，他曾在波多黎各和佛罗里达州度假。他们家有许多猫（弓形虫病？）。

这名男孩最初患上结膜炎，再后来是葡萄膜炎。之后他多次就医，白细胞数量也在不断升高。考虑到患者的复杂背景，有时医生认为是感染，有时认为是移植物抗宿主病，或者是SCID复发。然而，感染的各种检测，利用培养物和PCR，都表现出阴性。于是，诊断检测越来越侵入，开始脊椎穿刺。最终，男孩在医院里呆了一个多月，病情不断恶化，但仍没有明确的病因。

无奈之下，医生找到DeRisi，希望通过测序的方法来寻找这个神秘的病原体。他们从脑组织活检中纯化出DNA，并通过MiSeq系统进行测序。从DNA到结果的整个过程用了2天。

测序结果表明，序列reads大部分属于人类，但有400+ reads定位到钩端螺旋体（Leptospira），这是一种可引起脑炎的螺旋体，往往表现为眼部感染。进一步测序发现它是一种在加勒比海很常见的菌株。之后，医生采用大剂量青霉素治疗，男孩开始恢复。同时，CDC开展了钩端螺旋体的特异PCR，但结果为阴性（这项检测的灵敏度仅为60%）。

这个故事强调了NGS在危重病急救中的作用，也谈到了NGS在临床上所面临的挑战。Keith Robinson认为，新一代测序系统还可以进一步改进，以便处理这些紧急的病例。

例如，DeRisi谈到第一天的大部分时间都用于文库制备上。那么，文库制备的时间是不是能进一步缩短？目前的确是有一些快速操作，Illumina也有，如Nextera XT。此外，操作中能不能增加一个步骤，去除人类DNA？是否能使用无PCR或低PCR的步骤，既加速样品制备，又减少残留污染的风险？

对于平台选择，DeRisi此次使用MiSeq，也有一些人支持Ion Torrent的平台。Robinson认为，一些新兴的平台是不是也能够以此为目标呢？例如Oxford Nanopore的平台。它有足够的火力来检测病原体，而且无需PCR。当然，数据分析也是亟待改进的另一方面。

故事中的英雄人物Joe DeRisi也并非常人。他是基因组学技术的先锋，在2003年曾率先开发出基因芯片来检测SARS病毒。近年来，他们实验室一直积极采用测序等方法来研究传染病，如疟疾、SARS和未知的病毒病原体。如今，他们还活跃在3D打印领域。

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NGS Saves A Young Life