基于三代测序技术高温和中高温大曲真菌多样性解析及酵母菌的分离鉴定

为明确不同类型大曲真菌多样性及可培养酵母菌的差异,本研究采用三代测序技术对高温和中高温大曲的真菌类群进行了解析,并结合传统微生物纯培养方法和分子生物学技术对其蕴含的酵母菌资源进行挖掘。α多样性分析结果表明,2种类型大曲真菌群落丰富度和多样性上存在显著差异(P<0.05);种属分析结果表明,高温大曲主要以疏棉状嗜热霉(Thermomyces lanuginosus)为主,平均相对含量为73.81%,中高温大曲主要以多育曲霉(Aspergillus proliferans)为主,平均相对含量为52.58%;β多样性分析结果表明,高温和中高温大曲真菌群落结构存在非常显著的差异(P<0.01);LEfSe分析表明,嗜热真菌属(Thermomyces)和曲霉科(Aspergillaceae)可以分别作为高温和中高温大曲的生物标志物;纯培养技术结果表明,从10份大曲样品中共分离得到18株酵母菌,高温和中高温大曲的优势分离株均为扣囊复膜孢酵母(Saccharomycopsis fibuligera)。由此可见,高温和中高温大曲真菌多样性上存在明显差异。

高通量测序技术在骨关节结核诊疗中的研究进展

骨关节结核约占肺外结核的10%,传统的诊断方法如分枝杆菌培养和免疫学检测存在敏感度低、误诊率和漏诊率高等问题。GeneXpert MTB/RIF在骨关节结核的诊断中具有重要作用,但存在无法检测其他病原菌、肺外结核检测敏感度有限等不足。高通量测序技术不仅提供了快速和精确的病原体检测方法,还在骨关节结核治疗指导和耐药性检测方面显示出巨大的潜力。作者就高通量测序技术在骨关节结核中的应用进行综述,以期为该疾病的诊断和治疗提供参考。

RNA测序技术应用于肝癌的文献计量学分析

背景近年来,转录组测序技术(RNA-seq)在肝癌领域的大量应用为肝癌的基因组学和生物学研究提供了帮助,对近二十年RNA-seq应用于肝癌研究的文献进行总结分析,有助于研究者全面了解该领域的研究热点与最新进展,为后续研究提供参考。目的通过文献计量学分析对RNA-seq在肝癌治疗、诊断、发生机制等各方面研究的应用情况进行整体评价,以揭示全球RNA-seq应用于肝癌领域研究热点的分布情况,进而推测未来该领域的发展趋势。方法检索2001—2022年Web of Science数据库收录的RNA-seq应用于肝癌研究领域的英文文献,运用Microsoft Excel 2016软件对文献进行发文量分析,运用CiteSpace软件进行作者、国家、机构、关键词的可视化分析,使用发文量、中心性、聚类模块值和平均轮廓值等指标对可视化结果进行评价。结果在数据库中检索到RNA-seq应用于肝癌研究领域的文献共1397篇,分析结果显示,该领域的核心作者群已经形成;中国发文量最多,但研究深度略有欠缺,美国发文量仅次于中国,但中心性最高,为0.44;高发文量的机构大多分布在中国,影响力较大的机构大多分布在美国;关键词分析显示领域的研究热点为肝癌发生、发展相关的分子机制、基因表达及其分子标志物。结论肝癌发生发展的分子机制、疾病的生物标志物和治疗靶点是该领域目前的研究热点,临床精准医疗可能成为未来的重点研究方向。

二代测序技术在病原微生物检测及感染性疾病诊断中的应用

早期准确检测、鉴定致病病原体对于感染性疾病流行病学监测、防控及诊治至关重要。与传统方法相比,二代测序技术(NGS)具有显著的优势。一方面其检测速度更快更准确,缩短诊断时间;另一方面,二代测序技术不仅可以识别病原体,还可以进一步表征微生物组,识别耐药基因及毒力因子。因此,其在感染性疾病尤其是可能引起广泛传播的呼吸道传染病诊治防控领域有着重要作用。本文简要介绍NGS技术及其目前在感染性疾病中的诊治应用,以及展望其未来应用。

单细胞转录组测序技术在脊髓损伤研究中的应用

背景:近年来,单细胞转录组测序技术在脊髓损伤的研究为创伤后中枢神经系统的细胞和分子异质性以及结构变化提供了新的见解。目的:就单细胞转录组测序技术在脊髓损伤的研究进展进行综述,更加全面、深入地阐述单细胞转录组测序技术在脊髓损伤领域的应用。方法:应用计算机系统检索PubMed、Web of Science、中国知网和万方数据库中2009-2023年出版的文献,英文检索词为“single-cell RNA sequencing,spinal cord injury,sequencing technology”;中文检索词为“单细胞转录组测序,脊髓损伤,测序技术”。排除质量较差、内容重复及不相关的文献,最终纳入57篇文献进行综述分析。结果与结论:目前,单细胞转录组测序技术在脊髓损伤的研究可归纳为以下几点:①鉴定了小胶质细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞、巨噬细胞、B细胞、神经元和神经干细胞等细胞亚群,并识别了这几种亚群的特异性标记基因。②小胶质细胞在脊髓损伤后保持永久活跃,通过增殖、免疫和稳态功能来协调脊髓损伤后的早期阶段。星形胶质细胞以激活的方式在脊髓损伤中发挥许多重要功能,包括维持微环境平衡、清除坏死组织、形成保护屏障以及胶质瘢痕等。巨噬细胞和小胶质细胞均在脊髓损伤后的慢性神经炎症中起重要作用。③神经干细胞和神经元亚群能够在脊髓损伤后进行自我更新,新发现的SCV^(sx2::Hoxa7:Zfhx3→lumbar)和SCV^(sx2::Hoxa10)等神经元亚群可再生到自然靶区,有利于运动功能的恢复。④发现细胞亚群的动态变化提高了研究者们对脊髓损伤病变进程的理解,并为脊髓损伤在不同时间点的治疗提供了新见解。截至目前,这些研究结果均还需要更多的基础研究和足够的临床试验来验证。在未来,单细胞转录组测序技术通过与生物信息学、计算机科学、组织工程学和临床医学等跨学科合作,有望为脊髓损伤的诊疗打开新的一扇窗户。

基于Nanopore技术的马铃薯甲虫全长转录组测序研究

为深度挖掘马铃薯甲虫的转录组信息与功能基因,本研究采用Nanopore测序技术,针对马铃薯甲虫触角混合组织展开全长转录组测序,成功构建了该物种的全长转录本文库。在研究过程中,通过对转录组数据进行生物信息学分析,完成可变剪接分析、长链非编码RNA鉴定预测分析、新转录本功能注释分析以及转录本的表达量等工作。通过对全长转录本数据进行统计分析,所产出的样品数据clean data达20.24 GB,测序样本质量值达到Q11,共获得全长序列个数为20 278 877。通过对转录本进行基因结构分析,发现5个可变剪切类型中最多的为可变转录终止位点(占比29.21%),新预测的长链非编码RNA数量共有620个,主要为基因间lncRNA (62.4%),共完成了9 622个新转录本功能的注释。本研究可为进一步了解马铃薯甲虫的生物学特性、基因功能研究等提供理论基础。

宏基因组测序技术在重症感染疾病中的应用进展

宏基因组测序(mNGS)技术可通过检测患者的核酸样本,快速、客观地识别多种病原微生物,协助临床精准定位靶向病原体,在重症感染性疾病患者病原微生物检测中具有较高的应用价值。该文对近年来mNGS技术在重症感染性疾病中的相关研究进行综述,特别是呼吸系统、中枢神经系统、血流感染及消化系统感染等领域的应用研究,以期为临床重症感染性疾病的诊治提供参考。

单细胞测序技术在肾细胞癌研究中的应用进展

单细胞测序技术是一种具有革命性突破的工具,它能够在单个细胞水平,通过差异表达分析的方式研究肿瘤的个体发生机制和肿瘤微环境的变化。本文通过回顾单细胞测序技术的发展,及其在探索肾细胞癌的个体发生机制、肿瘤微环境、肿瘤诊断治疗等方面应用的最新进展,进一步扩展对肾细胞癌的发生、进展、诊断和治疗的认识。

高通量测序技术在低频突变检测中的应用

体细胞突变的累积与衰老、肿瘤及多种疾病的发生密切相关。在正常组织细胞中,基因组中自发突变和诱发突变的变异等位基因频率极低,对这类低频突变的检测一直面临挑战。第二代和第三代高通量测序(next-generation sequencing,NGS)技术的出现,可以实现任意物种全基因组上变异的直接检测,克服传统突变检测技术的诸多局限性。但是常规NGS由于测序错误率较高从而限制了其在低频突变检测上的应用,基于分子一致性测序策略进行错误矫正的高准确性NGS测序技术作为有效的低频突变检测工具,有望在环境诱变剂的评价与研究、细胞与基因治疗药物风险评估、人群健康风险监测和生命科学基础研究领域发挥重要作用。本文对比经典突变检测方法,对基于NGS的低频突变检测技术研究进展进行综述,并对应用前景进行展望,以期为该技术的进一步开发、研究和在相关领域的应用提供参考。

宏基因二代测序技术对胸内淋巴结结核的诊断价值

目的:探讨宏基因二代测序技术(metagenomic next-generation sequencing,m NGS)在胸内淋巴结结核中的诊断价值。方法:采用回顾性研究方法,搜集2020年12月至2023年9月浙江省中西医结合医院结核病诊疗中心收治的122例疑似胸内淋巴结结核患者临床资料,所有患者均行支气管内超声引导下经支气管针吸活检术(endobronchial ultrasound-guided transbronchial needle aspiration,EBUS-TBNA)。穿刺标本同时进行mNGS、Gene Xpert MTB/RIF(简称“Xpert”)、PCR-荧光探针法(简称“RT-PCR”)、RNA恒温扩增荧光实时检测技术(简称“TB-SAT”)、BACTEC MGIT 960分枝杆菌全自动快速液体培养(简称“MGIT 960”)和涂片抗酸染色(简称“涂片”),比较6种方法对胸内淋巴结结核的诊断效能。结果:根据诊断标准,122例疑似患者中,最终89例诊断为胸内淋巴结结核,33例为非胸内淋巴结结核患者。以综合诊断结果为参照标准,m NGS对胸内淋巴结结核诊断的敏感度为89.9%(95%CI:81.7%~95.3%)、特异度为87.9%(95%CI:71.8%~96.6%)、准确率为89.3%(95%CI:82.5%~94.2%),AUC值为0.889(95%CI:0.819~0.939),明显高于Xpert、RT-PCR、TB-SAT、MGIT 960和涂片对胸内淋巴结结核检测的敏感度(68.5%、61.8%、33.7%、49.4%和11.2%)、特异度(93.9%、97.0%、97.0%、100.0%和100.0%)、准确率(75.4%、71.3%、50.8%、63.1%和35.2%)和AUC(0.812、0.794、0.747、0.653和0.556)。结论:m NGS检测对胸内淋巴结结核具有较高的临床诊断价值,尤其在其他结核病相关检测均阴性时,该技术可给临床诊断提供重要参考,但与传统的病原学检测手段相比较,特异度仍偏低,尤其在鉴别疾病良恶性时,需结合病理结果进行综合分析。

单分子实时测序在α珠蛋白基因三联体及其复合变异等位基因鉴定中的临床应用

目的探究单分子实时测序(SMRT)技术在α珠蛋白基因三联体(简称α三联体)及其复合变异等位基因鉴定中的临床应用效果。方法收集α三联体阳性样本36例,其中经PCR-导流杂交技术确认28例、经高通量测序(NGS)技术确认8例。36例样本包含α三联体复合变异顺式或反式排列未明样本ααα^(anti4.2)复合α^(CS)α2例,ααα^(anti4.2)复合-α^(3.7)10例,HKαα/--SEA型待确证2例,均采用SMRT技术进行地中海贫血(简称地贫)基因检测。另招募一个基因型为ααα^(anti4.2)复合-α^(3.7)变异病例的家系,包含先证者(Ⅱ-1)和其父亲(Ⅰ-1)、母亲(Ⅰ-2),采用PCR-导流杂交和SMRT技术进行地贫基因检测。结果SMRT技术检测结果显示,36例样本中共检出35例α三联体,1例αααα^(anti4.2)型α珠蛋白基因四联体(简称α四联体)。2例ααα^(anti4.2)复合α^(CS)α变异样本中ααα^(anti4.2)与α^(CS)α均为反式排列,基因型为ααα^(anti4.2)/α^(CS)α,10例ααα^(anti4.2)复合-α^(3.7)变异样本中ααα^(anti4.2)与-α^(3.7)为顺式排列样本9例,基因型为HKαα/αα,ααα^(anti4.2)与-α^(3.7)为反式排列样本1例,基因型为ααα^(anti4.2)/-α^(3.7)。相较PCR-导流杂交技术,SMRT技术多检出1例大片段缺失型β珠蛋白基因变异和2例未知变异,阳性检出率提高10.71%(3/28)。家系分析表明,先证者(Ⅱ-1)ααα^(anti4.2)和-α^(3.7)变异均遗传自母亲(Ⅰ-2),其基因型为HKαα/αα,与SMRT技术检测结果一致。结论SMRT技术不仅能够准确检测α三联体、α四联体及其复合变异等位基因,而且具有高准确性、一步到位识别2种变异顺式或反式排列、地贫基因变异覆盖全等优势,具有良好的临床应用价值。

高通量测序技术对杀菌型益生菌含乳饮料菌群结构分析

目的分析杀菌型益生菌含乳饮料中菌群组成结构,并探究宣称添加益生菌的真实性和合规性。方法本研究以高通量测序技术为基础,从市售11批次杀菌型益生菌含乳饮料中全基因组提取,进行V3/V4变异区序列的聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)扩增后,整理及统计样品测序序列数目,操作分类单元(operational taxonomic unit,OUT)归类,生成稀释曲线、Alpha多样性、聚类、丰度分布曲线与分析菌群结构和菌种标示合规性。结果共得到39231条优质序列,分布在210~518 bp范围内;共注解到16个门、37个纲、71个目、129个科、265个属;从门分类水平主要为厚壁菌门(Firmicutes 91.66%),从纲的分类水平主要为芽孢杆菌纲(Bacill 90.43%),从目的分类水平主要为乳杆菌目(Lactobacillales 82.74%);优势菌种为德氏乳杆菌保加利亚亚种、嗜热链球菌;同时产品有检出携带致病性非益生菌菌群。11种产品标签标示与实际检测到菌株完全一致的仅有1批次。结论本研究建立的高通量测序技术能准确、快速地探究杀菌型益生菌含乳饮料中微生物菌群多样性和潜在的致病性,市售产品益生菌种类丰富,但同质化程度较高,产品间菌群分布均匀度差异大。

利用三代测序技术鉴定c.586T>C突变导致的Bel亚型

目的利用PacBio三代测序技术鉴定c.586T>C突变导致的Bel亚型,并分析Bel亚型家系的血型血清学特点。方法ABO血型表型检测使用血清学方法,对ABO正反定型不符的家系标本进行ABO基因第6、7号外显子Sanger测序。利用PacBio三代技术对先证者及其子女的3例样本进行ABO基因全长单体型分析。结果先证者血清学表型为Bel亚型,测序技术鉴定ABO基因序列第7外显子存在c.586T>C位点突变,三代测序单体型鉴定先证者ABO基因型为ABO^(*)BEL(c.586T>C)/O01.02,其长子和长女基因型为:ABO^(*)A1.02/BEL(c.586T>C)、ABO^(*)B.01/BEL(c.586T>C)。结论c.586T>C位点突变是导致本例Bel的分子基础,PacBio三代测序技术能够精准鉴定ABO亚型单体型。

基于纳米孔靶向全基因测序技术的新冠肺炎病例快速鉴定研究

目的探索快速识别新型冠状病毒的方法,为新冠肺炎防控提供技术支撑。方法分别运用基于三代纳米孔测序技术平台MinION Mk1C和基于二代测序技术平台Ion Torrent S5的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)靶向全基因组测序技术对1例境外输入新冠肺炎确诊病例进行基因组测序。使用artic-ncov2019软件、CLC Genomics Workbench(Version 21.0)软件和DNAstar软件等进行数据处理和分析。结果基于三代纳米孔测序技术平台MinION Mk1C和基于二代测序技术平台Ion Torrent S5分别在7 h和30 h左右获得SARS-CoV-2全基因组数据,分别为29848bp和29801bp,两者共同29801bp数据部分同源性100%,经分析为新冠病毒B.1.1.7变异株。结论在对该病例样本的全基因测序中,基于三代纳米孔测序技术平台MinION Mk1C的SARS-CoV-2靶向全基因组测序技术将检测周期缩短至7 h左右,能够实现快速、准确地对SARS-CoV-2进行实时测序。

基于高通量测序技术的9种铁线莲属药材混合粉末分子鉴定

目的建立基于高通量测序技术的9种铁线莲属混合粉末分子鉴定方法。方法采用高通量测序技术,对9种铁线莲属药材混合粉末样品中的总DNA经提取,对ITS2片段进行PCR扩增,利用Illumina MiSeq平台对DNA片段进行双端测序,最后采用FLASH、QIIME、GraPhlAn及MEGA 7.0软件对序列进行整理并聚类分析,鉴定混合粉末中的物种。结果混合粉末样品中得到高质量的ITS2序列共496条,铁线莲属物种含有序列72条,比对出棉团铁线莲、女萎铁线莲、短尾铁线莲、灌木铁线莲、单叶铁线莲、黄花铁线莲、粗齿铁线莲等7个物种,未能比对出东北铁线莲和芹叶铁线莲。结论以ITS2作为DNA条形码,采用高通量测序技术,可以鉴定出铁线莲属药材混合样品中的7个物种,为混合药材的鉴定提供依据。

外周血宏基因组二代测序技术对恶性血液病合并发热患者的诊断价值

目的探讨外周血宏基因组二代测序(mNGS)技术对恶性血液病合并发热患者的诊断价值.方法回顾性分析2021年6月至2023年6月在我院住院治疗的恶性血液病合并发热的患者23份外周血mNGS结果,与传统血培养检测结果进行比较,分析其病原谱特征及抗感染的疗效.结果23例患者中,通过外周血mNGS技术检出9例病毒感染、4例细菌感染、2例真菌感染、3例病毒和细菌混合型感染、1例病毒和真菌混合型感染.传统外周血培养仅检出3例细菌感染,主要为肺炎克雷伯菌及鲍曼不动杆菌,未检出真菌及病毒.外周血mNGS阳性检出率明显高于传统血培养(82.6%vs.13.0%,P<0.05).根据外周血mNGS检测结果进行针对性抗感染治疗,有效率明显优于传统经验性抗感染治疗(73.6%vs.25.0%,P<0.05).结论外周血mNGS技术在恶性血液病合并发热患者的病原学诊断上较传统血培养具有更高的价值,有助于提高临床抗感染的疗效.

基于高通量测序技术对不同地区米酒曲微生物群落结构的分析

采用高通量测序技术对湖北宜昌当地传统米酒曲与广西玉林传统米酒曲中的微生物群落结构进行解析,获得了酒曲中主要微生物种属和占比。结果表明,广西米酒曲在物种丰富度以及群落多样性上均高于宜昌米酒曲;广西米酒曲中优势真菌属以根霉属(Rhizopus)、毛霉属(Mucor)、毕赤酵母属(Pichia)和假丝酵母属(Candida)为主,宜昌米酒曲中根霉属(Rhizopus)和毛霉属(Mucor)为优势菌属;在细菌属水平上,广西米酒曲以片球菌属(Pediococcus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、魏斯氏属(Weissella)、乳杆菌属(Lactobacillus)为主,宜昌米酒曲优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas)和魏斯氏属(Weissella);ASV/OTU韦恩图分析表明宜昌酒曲在物种独特性上要优于广西玉林酒曲。本研究揭示了宜昌传统米酒曲中的真菌与玉林传统米酒曲真菌菌种的差别,为逐步改善传统酒曲质量,以及相关微生物的进一步利用提供了理论指导依据。

高通量测序技术在结核病诊断和耐药检测中的应用进展

结核病是一种传染性强、病死率高的慢性疾病,及时诊断和耐药性检测对结核病的防治至关重要。尽管常规的病原学检测方法在结核病的诊断中起到了重要作用,但也存在一定的局限性,难以满足临床快速、精确诊断的需求。高通量测序技术在感染性疾病病原体检测方面的应用日益广泛,随着技术的发展,在结核病的诊断和耐药性检测方面也有新的突破。高通量测序技术能够在短时间内分析大量样本,快速识别结核分枝杆菌的基因序列,同时检测耐药基因突变,在结核病的诊断和耐药性快速检测方面显现出巨大的潜力和价值。本文重点探讨了二代测序(next-generation sequencing,NGS)和三代纳米孔等高通量测序技术在结核病早期诊断和耐药基因突变监测方面的应用,讨论宏基因组测序、靶向测序和全基因组测序等测序技术的临床应用策略。

高深度全基因组测序技术的产前应用进展

全基因组测序(whole genome sequencing,WGS)是一种新兴的基因检测技术,其原理为基于二代测序,使用合适的测序深度对人体基因组进行全范围的测序,分析其遗传信息,有检测类型全面、基因组覆盖度高、测序流程误差少等优点。但由于其检测成本较高、产出数据量大、测序数据分析复杂等特点,在临床中的实际应用仍较少,目前主要针对临床罕见病进行病因探索研究,在产前诊断领域中的应用尚不成熟。由于产前诊断领域对检测技术的准确性和时效性要求较高,产前有对胎儿遗传病进行全面筛查的需求,近年来逐渐有研究尝试在产前诊断领域使用高深度WGS作为诊断方法,以探索其是否有作为产前诊断手段的潜力及优势,本文收集了目前国内外发表的产前WGS队列研究,浅论其在产前诊断中的应用进展。

二代测序技术在骨关节结核临床诊断中的应用价值

目的:评估二代测序技术(next generation sequencing,NGS)在骨关节结核诊断中的应用价值。方法:采用回顾性研究方法,参照入组标准收集2019年12月至2022年12月河北省胸科医院骨科收治的185例疑似骨关节结核患者临床资料,根据最终临床诊断将患者分为结核组(骨关节结核155例)和非结核组(非骨关节结核30例)。所有患者病灶标本均经手术或穿刺途径获取(包括51份脓液、89份肉芽组织和45份骨组织标本),且均同时送检NGS、BACTEC MGIT 960分枝杆菌液体培养(简称“培养”)及利福平耐药实时荧光定量核酸扩增(GeneXpert MTB/R1F,简称“Xpert”)检测。以最终临床诊断为参照标准,比较3种检测方法诊断骨关节结核的检测效能,并分析3种方法检测脓液、肉芽组织和骨组织标本的阳性检出情况。结果:185例疑似骨关节结核患者中,NGS检测骨关节结核的阳性率[63.24%(117/185)]明显高于Xpert[54.05%(100/185)]和分枝杆菌培养[35.68%(66/185)],差异均有统计学意义(χ^(2)=24.982,P<0.001;χ^(2)=37.934,P<0.001)。以最终临床诊断为参照标准,NGS、Xpert和培养法诊断骨关节结核的敏感度分别为74.84%(116/155)、64.52%(100/155)和42.58%(66/155),特异度分别为96.67%(29/30)、100.00%(30/30)和100.00%(30/30),诊断符合率分别为78.38%(145/185)、70.27%(130/185)和51.89%(96/185),Kappa值分别为0.799、0.590和0.504,AUC(95%CI)值分别为0.867(0.693~0.941)、0.703(0.612~0.784)和0.623(0.529~0.717)。NGS检测脓液的阳性率[80.39%(41/51)]明显高于检测肉芽组织[62.92%(56/89)]和骨组织[44.44%(20/45)],差异均有统计学意义(χ^(2)=4.560,P=0.031;χ^(2)=13.335,P<0.001)。结论:NGS技术可明显提高骨关节结核患者病原学阳性检出率,具有较高的检测效能,并以脓液标本的检测诊断价值最高。