NGS在下呼吸道感染病原学中的应用

彭钰涵 邱小建 张杰

下呼吸道病原体的感染主要包括细菌、病毒、真菌及其他非典型微生物，而用于识别呼吸道病原体的传统方法包括微生物培养、痰涂片染色、尿抗原检测和血清学检测等，这些传统方法可以在一定程度上帮助识别呼吸道病原体。然而，它们都有各自的缺陷，比如：敏感性差，耗时较长，缺乏专业培养基，延迟应答等[1]。随着人类对探索生命奥秘的渴求，作为研究细胞结构和功能基础的DNA测序技术得以迅速发展。20世纪，Sanger测序法(也被称为第一代测序法)应运而生，它具有高效率和低放射性，但也因成本过高、耗时、不够精准等原因发展受限。为使基因测序更加便捷，同时降低成本，能大规模并行分析基因、具有高通量优点的下一代测序技术(next-generation sequence,NGS)得以研发并被广泛应用于各个领域[2]。目前NGS可作为研究病原体特征的一个工具，在了解病原体的毒力特征、预测疾病严重程度、感染结果以及疾病早期发病期间进行风险评估等方面起着至关重要的作用[3]。本文就NGS在下呼吸道感染病原学中的应用展开论述。

1 NGS代表平台

新一代测序技术兴起之初，有3个典型的代表平台及相应的系统，分别是Roche的罗氏454系统、Life Science的SOLiD/Torrent PGM系统、Illumina平台的GA/HiSeq/Miseq系统。其Ion Torrent PGM和Illumina MiSeq因其小体积和快速周转率等优势，在临床和小型实验室中得以广泛应用[2]。在Castelino等[4]的研究中，基于细菌16S rRNA基因的V3-V4高变区来捕获NGS的群落多样性，比较了Illumina MiSeq与Roche 454 系统，并证实二者捕获了相同的细菌多样性，但Illumina MiSeq在吞吐量和成本效益显示出优势。……