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宏基因组测序在鉴定抗生素耐药性方面优于传统方法
【字体: 大 中 小 】 时间:2023年04月18日 来源:AAAS
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根据一项在欧洲临床微生物学与传染病大会(ECCMID)上发布的新研究,宏基因组测序可以快速准确地预测抗微生物药物的耐药性,比传统实验室检测更快地治疗血流感染。
根据一项在欧洲临床微生物学与传染病大会(ECCMID)上发布的新研究,宏基因组测序可以快速准确地预测抗微生物药物的耐药性,比传统实验室检测更快地治疗血流感染,并有望挽救患者生命和更好地管理抗生素。
英国牛津大学约翰拉德克利夫医院的Kumeren Govender博士领导了这项研究,它表明快速的宏基因组学分析能够在短短6小时内提供准确的结果,告知哪些细菌在血液样本中生长。
Govender博士表示:“耐药性血液感染是医院内的主要杀手,迅速使用正确的抗生素可以挽救生命。我们的研究结果表明,宏基因组学是快速准确地诊断致病微生物和耐药性的强大工具,与标准的培养技术相比能够提前18至42小时进行有效治疗。”
血液感染(BSI)可迅速诱发脓毒症、多器官功能衰竭,甚至死亡。尽早使用适当的抗生素治疗对控制感染至关重要。在治疗血流感染时,抗微生物药(包括抗生素、抗病毒药和抗真菌药)耐药性是一个重大挑战。
目前,在临床上确定哪种病原体引发了感染,不仅费力而且费时,需要两次耗时的培养和药物敏感性测试,至少需要1到3天才能完成。首先是分离和鉴定病原体,然后再进行药物敏感性测试,也就是将细菌暴露于各种抗生素中,以确定它究竟对哪种抗生素有反应,以及最佳途径和剂量。
相比之下,临床宏基因组学能够一次对样本中的所有遗传物质进行测序,包括传染性病原体,因此可以大大减少运行检测、等待结果以及再次检测的时间。
为了获取更多信息,研究人员在2020年12月至2022年10月期间,从牛津大学医院的微生物实验室中随机选择了210个阳性和61个阴性培养标本进行宏基因组测序。
他们利用Oxford Nanopore Technologies GridION平台开展DNA测序。之后根据序列来确定引起感染的病原体种类,也搜索可能污染血液培养物的常见物种。
测序能够鉴定出99%的感染病原体,包括多重感染和污染物。对于100%的阴性样本,测序也给出了阴性结果。在某些情况下,测序发现了常规培养所遗漏的感染原因。此外,测序还发现了无法培养的物种。
测序还可以检测十种最常见感染原因的抗生素耐药性。他们共研究了抗生素和病原体的741种耐受组合和4047种敏感组合。基于传统培养的检测结果与测序结果的一致性为92%。仅仅通过2小时的测序,就能从原始读数中获得相似的性能,总体一致性为90%。
研究人员表示,从样本提取到测序的平均时间为4小时,抗微生物药耐药性预测耗时2小时。与常规的实验室培养相比,提前18-42小时即可产生可操作的结果。
共同领导这项研究的牛津大学传染病学教授David Eyre评论说:“这是一个令人兴奋的突破,这意味着我们将能够比以往更快、更全面地诊断出患者感染的原因。我们正在努力克服阻碍宏基因组测序得到广泛应用的一些因素,包括目前的高成本,并计划进一步提高准确性,建立更简单的流程来解释结果。”