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基因科技造福高原——高通量测序新方法助力包虫病病原诊断

华大集团BGI  · 公众号  · 生物  · 2017-08-04 17:12

正文




包虫病(Echinococcosis)是人畜共患传染病,在藏区感染率和病死率极高,又被视作“虫癌”,如何确定病情进行防治极为重要。


引起该病的病原棘球绦虫的最终宿主是狗、狼、狐狸等动物。羊、猪等是中间宿主。成熟的绦虫存在最终宿主的小肠内,并且通过粪便的排泄传播虫卵,虫卵通过粪口传播,导致人类感染。人体感染后,虫卵在体内发育,形成原头节,并在肝脏为主要器官存在可长达数年甚至数十年。囊性或泡型原头节不断发育和长大,严重危害人体健康。

包虫病感染过程


目前包虫病诊断还没有被广泛接受可用的诊断试剂盒,大部分病人都是通过影像学的手段发现病情,并且发现的时候已经是中晚期。已在用的血清学的检测方法,比如间接免疫荧光抗体法、补体结合法、ELISA等,检出阳性率较低,目前也不能作为最终诊断的金标准。


多房棘球蚴原头节的显微照片


因此急需一种基于病原基因标记物的筛选检测方法,探索通过检测病人血液中的cfDNA,RNA以及miRNA或蛋白质组学研究来达到无创诊断的目的。


在此前提下,华大基因研究院癌症研究所病原实验室与西藏、青海两地研究机构合作,重点开发血浆核酸检测棘球绦虫的方法,成功实现了利用1mL血浆检测棘球绦虫阳性的方法,在前期测试阶段,实现了准确率100%的高精度。


研究人员选取了一批包虫病人血浆样本,通过核酸提取(包括DNA、RNA、外泌体核酸)富集,利用华大自主高通量测序平台,对血浆的核酸进行了高通量的测序。经过一系列的方法和算法优化,成功鉴定到了每个阳性样本的棘球绦虫基因标记,实现了100%的阳性率。同时,用其他大量非包虫病人样本做严格对照,保证了检测结果的特异性。


阳性样本检测统计结果图


阳性样本包含DNA、RNA和外泌体三种类型,阴性对照血浆类型包括孕妇、健康、和HIV阳性病人。


研究人员指出,通过不断的摸索和优化方法,目前已经能够实现在5小时内完成一个样本的分析鉴定工作。结合华大自主测序平台,最快可以在24小时内完成从获得样本到出检测结果的整个过程。


据悉,研究人员还在收集更多的样本,包括不同时期的病人样本,尤其是早期病人的样本,将对方法进一步优化,力争能够实现更快、更准的方法开发,为青海、西藏等包虫病高发地区提供检测的科技支持。

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