6月15日是“世界呼吸日”，该活动是由中华社会救助基金会发起创立，旨在促进人们关注呼吸健康，倡导环境保护的全球性公益活动。 “一呼一吸一世界”，生命的延续与生生不息都在俯仰呼吸之间，呼吸是人类得以生存的首要条件，但因空气污染导致的雾霾、沙尘暴、气候变化及新型病原体的出现，专家估计呼吸系统疾病可能进入高发期。轻者多咳嗽、胸痛、呼吸受影响，重者呼吸困难、缺氧、甚至呼吸衰竭而致死。 近年来，呼吸系统疾病高发。感染性疾病，如肺炎、支气管炎、上呼吸道感染及支气管扩张合并感染等；非感染性疾病，如慢阻肺、肺癌等；此外，还有因各类病原体引起的传染病，如肺结核等。世界呼吸日不仅提醒人们关注呼吸健康，还呼吁人们重视呼吸系统疾病的预防、诊断和治疗。纳米孔基因测序作为最新一代商用的测序技术，具有长读长、速度快、操作简便等优势，病原检测覆盖范围广，可检测未知病原，可实时获取结果、为实现病原快速检测分析和辅助感染性疾病精准防治提供了有力支持。 基于日益增长的病原体研究、感染性疾病检测的应用需求，齐碳基于自主研发的纳米孔测序平台，推出了亓原（QPathNano）病原检测解决方案，包括超灵敏度新型冠状病毒全基因组捕获测序、纳米孔宏基因组测序病原检测和多重呼吸道病原体靶向测序检测等端到端产品解决方案，可帮助用户实现4.5-6小时完成从样本采集、文库构建、上机测序、数据分析、指导用药的全流程。 本期内容将分享三个基于齐碳纳米孔测序平台开展的呼吸道感染性疾病检测研究案例。
案例一 深入探究下呼吸道兼并血流感染患者的病原体动态变化 研究背景及目的 在现代医学中，呼吸道感染和血流感染是常见的临床疾病，其治疗难度往往与病原体种类及耐药性的复杂性紧密相关。为了检测感染相关病原并深入了解这类患者的病原体动态变化，提高诊断准确性，本研究采用齐碳科技的亓原纳米孔宏基因组测序解决方案，对一位下呼吸道兼并血流感染的患者进行了回顾性研究。 研究方法 1、样本收集：从患者入院到出院期间，定期收集其深部痰样本和血液样本。 2、样本处理：首先进行去宿主处理（去除样本中的人类基因组DNA，以减少对病原体检测的干扰），其次进行核酸提取和长片段扩增（富集和扩增病原体DNA）。 3、测序分析：利用齐碳科技的纳米孔测序技术，对扩增后的DNA进行长读长测序，并通过实时分析获取病原体的基因信息。 研究结果 1、病原体检出与临床表现关系：在病程中不同时间点的样本中，我们成功检出了与临床诊断结果一致的致病菌。 2、血培养阴性样本中的病原体检出：值得注意的是，该研究成功检出了作为临床金标准的血培养中结果为阴性的致病菌。这一发现进一步证明了纳米孔测序技术在病原体检测中的高灵敏度和准确性。 注：KPN指代肺炎克雷伯菌，ABA指代鲍曼不动杆菌，均已通过qPCR验证。 3、耐药基因的快速检测：第一天的痰液样本仅上机测序3分钟，便检出了肺炎克雷伯菌的耐药表型及耐药基因，与临床药敏结果一致。 研究意义 本研究通过采用齐碳科技的亓原纳米孔宏基因组测序解决方案，成功追踪了患者从入院到出院期间病原体的动态变化，并揭示了其与临床表现之间的关系。这一研究进一步证明了纳米孔测序技术在医学研究的应用价值以及在临床诊断的巨大潜力。在未来，可以为医生提供了快速、准确的病原体筛查和耐药基因检测手段，为感染性疾病的精准治疗提供了有力支持。
案例二 上呼吸道混合感染病例中的DNA与RNA共检 研究背景及目的 在上呼吸道混合感染病例中的应用纳米孔宏基因组DNA和RNA共检流程进行回顾性研究。该研究病例的初期症状不明显，随后出现持续发热，临床怀疑为呼吸道混合感染。 研究方法与结果 首先，科研人员对患者的呼吸道样本进行了去宿主处理，以消除宿主核酸对结果的干扰。随后，使用纳米孔宏基因组DNA流程对样本进行了深度测序。科研人员惊喜地发现，在第一天采集的样本中，流感嗜血杆菌的序列比例较高，表明患者可能被该细菌感染。 然而，流感嗜血杆菌的存在并不能完全解释患者持续发热的原因。因此，科研人员进一步对患者样本进行了RNA流程检测。在第三天患者发热高峰期采集的样本中，成功地检测到了乙型流感病毒的RNA序列，这一发现与患者的临床诊断高度一致。 为了验证这一结果，科研人员还进行了实时荧光定量PCR等分子生物学实验，进一步证实了纳米孔测序结果的准确性。这一研究发现不仅为患者的临床治疗提供了重要依据，也为今后类似病例的诊断提供了新思路。 研究意义
通过对这例上呼吸道混合感染病例的研究，科研人员不仅展示了纳米孔宏基因组DNA和RNA共检流程在诊断复杂微生物感染中的强大能力，也为该领域的研究提供了新的数据支持。未来，随着技术的不断进步和研究的深入，相信这一流程将在临床诊断和疾病防控中发挥更加重要的作用。
案例三 纳米孔宏基因测序技术揭示呼吸道样本中的XBB1.16亚型新冠病毒 研究背景及目的 全球新冠疫情以来，快速准确地鉴定病毒株的亚型和变异对于疫情控制至关重要。本研究采用纳米孔宏基因测序技术，对一例新冠患者的呼吸道样本进行了RNA流程检测和回顾性研究，旨在深入探索样本中可能存在的病毒株及其变异情况。 研究方法与结果 首先，科研人员对患者呼吸道样本（肺泡灌洗液）进行了去宿主处理、核酸提取、反转录以及长读长扩增等样本前处理及文库构建。 随后，将构建好的RNA文库进行纳米孔宏基因组测序。在测序数据分析过程中，科研人员发现该呼吸道样本中检出的新冠序列比例较高，这表明患者很可能感染了新冠病毒。为了进一步了解病毒的详细信息，科研人员利用宏基因组组装技术，将测序得到的长片段序列组装成完整的病毒基因组。通过这一步骤，科研人员成功获得了较为完整的新冠病毒基因组序列。 最后，科研人员对组装得到的新冠病毒基因组进行了亚型分析。通过比对和分析，发现该病毒株与已知的XBB1.16亚型高度一致。XBB1.16是新冠病毒的一个变异株，具有更强的传播能力和免疫逃逸能力，因此引起了全球的关注。 注：与NGS鉴定结果一致，均可鉴定到XBB1.16亚型 为了验证纳米孔宏基因测序结果的准确性，科研人员利用传统的NGS测序技术对同一份样本进行了检测。结果显示，NGS鉴定结果与纳米孔宏基因测序结果完全一致，进一步证实了该方法的准确性和可靠性。 研究意义
这一研究案例，展示了纳米孔宏基因测序技术在呼吸道病毒检测中的强大能力。该技术不仅能够快速准确地鉴定病毒株的亚型和变异，还能够提供完整的病毒基因组序列信息，为疫情防控和临床治疗提供有力支持。未来，随着技术的不断进步和研究的深入，相信纳米孔宏基因测序技术将在全球疫情防控中发挥更加重要的作用。
