基因组监测

NGS genomic surveillance

NGS方法用于识别和追踪传染病威胁

新一代测序(NGS)彻底改变了基因组监测,让我们能够检测和追踪由病毒、细菌、真菌和寄生虫引起的已知和新型传染病。这项技术让我们能够在分子水平上研究病原体,从而深入了解它们在世界各地人群中的行为和进化。

用于感染性疾病基因组监测的NGS方法多种多样,各具优势和挑战。方法的选择取决于目标病原体、样本类型和数据要求。因美纳可为每种方法提供前沿的文库制备、测序仪和数据分析工具,是该领域研究人员的可靠选择。

病原体监测方法

使用NGS进行病原体的基因组监测在检测病原体方面提供了出色的可扩展性、速度和准确性,为保护公众健康提供了信心。病原体检测方法的选择取决于实验室能力和检测要求,包括分析单个基因组、检测多种病原体或发现病原体。

单个基因组

单个基因组测序是鉴定已知目标的最佳方法。无论病原体来自培养皿上的分离菌落还是原始样本,实际分析的都只是单一已知基因组。

多种病原体

对于怀疑存在某些病原体的情况,或从原始样本中监测多种已知病原体的情况,杂交捕获富集解决方案是理想之选。

病原体发现

这是一种对原始样本进行无偏倚分析的有效方法。基于鸟枪法的DNA/RNA测序(宏基因组或宏转录组)技术,无需预先了解即可解析复杂微生物群落中的遗传物质,从而揭示群落的物种级组成。

比较NGS病原体监测方法

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对分离株进行全基因组测序

对细菌、病毒及其他微生物的全基因组进行测序,以生成精确的参考基因组、实现微生物鉴定,并支持其他比较基因组学研究。NGS的强大功能支持多重分析,可精准识别低频变异与基因组重排。


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扩增子测序

检测并全面表征已知病毒。通过扩增子方法进行全基因组测序对于基因组较小的已知病毒来说是理想的选择。该方法会使用PCR扩增子的超深度测序来分析目标基因组区域。


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杂交捕获筛选

检测和表征冠状病毒、流感病毒和其他病原生物,以及相关的抗菌药物耐药性等位基因。这些信息可以帮助公共卫生人员监测疫情并优化感染控制策略。该方法通过与特定靶点探针的杂交捕获目标基因组区域。


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鸟枪法宏基因组学

通过对给定样本中的所有生物体进行全面测序,鉴定出像猴痘病毒这样的新兴病原体。这种NGS方法有助于加速疫情调查,并支持新实验室检测方法的开发。

检测需求 对分离株进行全基因组测序 扩增子 杂交捕获 鸟枪法宏基因组学
速度与周转时间        
可扩展且经济高效        
无需培养        
识别新病原体        
追踪传播        
检测突变        
鉴定合并感染和复杂疾病        
检测抗菌药物耐药性        

充分满足实验室的检测需求

部分满足实验室的检测需求

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NGS工作流程查找工具

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常见问题解答

NGS可以对患者样本中的新型病原体进行无偏好的检测,且无需事先了解该生物体。

传染病检测的一个关键挑战是许多导致人类呼吸道疾病、消化系统疾病和其他疾病的微生物(包括病毒)尚未被研究和鉴定,因此无法通过靶向方法(例如PCR)来了解或检测它们。PCR检测的开发需要病原体基因组知识。NGS在发现这些未知的新病原体中起着至关重要的作用,它获得的基因组序列可用于开发常规检测(例如PCR),帮助临床医生管理患者。

NGS可用于追踪病原体基因组的进化,帮助公共卫生人员监控疫情的传播并在群体水平上确定更好的隔离计划。随着时间的推移,对来自不同患者的病毒进行测序,可以确定病毒进化的速度,并解决病毒当下的变化是否会影响其致病性以及诊断效果或治疗效果。PCR旨在检测病原体基因组特定区域的存在,不会在这些快速进化的病原体基因组中识别出新的突变。此外,如果引物或探针结合区域发生突变,PCR的性能可能会受到影响。

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NGS vs qPCR

鸟枪法宏基因组学测序工作流程可以对新物种和已知物种进行测序。在涉及未知病原体的爆发事件中,人们通常会使用多种分子诊断检测;这可能会增加不必要的开销并延迟病原体的鉴定。鸟枪法宏基因组学测序可以作为一种综合的筛查检测方法,用于识别和表征病原体。这种研究工作流程有助于加速疫情调查,并支持针对大规模筛选工作的新实验室检测的开发。

识别出SARS-CoV-2等病原体后,杂交捕获工作流程就可以提供检测病毒所需的高灵敏度,并提供病毒传播和进化的相关信息。这些信息可以帮助研究人员优化感染控制策略(包括监测何时可以降低隔离机制并恢复正常活动),且有助于疫苗的开发。

这些使用因美纳测序的互补工作流程可与传统测试方法一起执行,并集成到综合性爆发响应模型中。

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鸟枪法宏基因组学测序

杂交捕获测序

杂交捕获是一种重测序方法,可通过与靶点特异性生物素化探针杂交来捕获目标基因组区域。通过杂交捕获方法进行富集可实现高度灵敏的检测,因此不需要高read深度。此外,杂交捕获NGS工作流程能够获得近乎完整的目标序列数据,特别适于病毒基因组进化或变异监测等应用。

另外,扩增子测序旨在通过识别病原体基因组的特定区域来检测样本中目标病原体的存在。这种方法无法识别那些迅速进化的病原体基因组中的新突变,而识别新突变是病毒进化或病毒监测研究所必需的。

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扩增子测序

杂交捕获测序

扩增子测序可以提供经济高效、快速且可扩展的病原体检测方法。用作一般的全基因组测序诊断方法时,它可以覆盖更广泛的目标区域,因此不易受到突变的影响。对于研究,病毒全基因组测序可用于监测病毒突变和系统发育分析。

对于怀疑存在某些病原体的情况,或从原始样本中监测多种已知病原体的情况,杂交捕获富集解决方案是理想之选。

请访问我们的测序平台页面了解我们的产品组合,或者查看冠状病毒测序页面上的工作流程里获取有关哪种基因测序仪最适合特定方法的建议。基因测序仪的选择取决于您常用的测序方法。 

特色资源

使用MiSeq™ i100进行废水监测

本应用纪要介绍了MiSeq™ i100系列和Urinary Pathogen ID/AMR Panel如何为检测和鉴定样本中的ARG和细菌性病原体提供快速、全面的工作流程,帮助实施公共卫生领域的废水监测。

通过废水监测追踪新发传染病

本应用说明概述了废水监测中广泛病毒检测的NGS工作流程,支持公共卫生工作。MiSeq™ i100系列可在当天提供结果,实现快速响应。

用于疾病和AMR检测的靶向富集

此点播网络研讨会介绍了更早更全面地检测传染性病原体和抗菌药物耐药性(AMR)标志物如何有助于优化患者管理和治疗。

特色产品

COVIDSeq Family
COVIDSeq家族

COVIDSeq检测和COVIDSeq测试是基于引物扩增的新一代测序(NGS)方法,旨在帮助公共卫生实验室鉴定SARS-CoV-2的新型毒株。

iSeq 100
iSeq 100

iSeq 100系统利用了快速、价优的互补金属氧化物半导体(CMOS)技术,以及准确的Illumina边合成边测序(SBS)化学技术。

kit for Illumina Respiratory Virus Enrichment
Illumina Respiratory Virus Enrichment Kit

Illumina Respiratory Virus Enrichment Kit让研究人员能够获得40多种重要呼吸道病毒的全基因组新一代测序(NGS)数据,包括SARS-CoV-2和甲型/乙型流感病毒。

Viral Surveillance Panel
联合使用Viral Surveillance Panel和Illumina RNA Prep with Enrichment kit,研究人员可以获得全基因组测序(WGS)数据,这些数据可以表征66种公共卫生高风险病毒,包括SARS-CoV-2、流感、猴痘病毒和脊髓灰质炎病毒,支持主动、广泛的病原体监测。

传染性疾病监测应用

冠状病毒监测

NGS可以对新的冠状病毒毒株进行无偏倚鉴定。因美纳提供SARS-CoV-2冠状病毒突变的快速检测,可满足高效测序的需求。

结核病监测

了解用于结核病检测、表征和分析的综合NGS解决方案。

废水监测

废水监测是一种检测、识别和表征废水中病原体的方法。该方法提供的数据有助于在社区层面监测疫情和其他威胁。

医疗相关感染监测

在NGS技术的支持下,实验室和诊所可以利用大规模并行工作流程,以更快的速度和更高的可扩展性开展与医疗相关感染(HAI)相关的基因组研究。

抗菌药物耐药性

深入了解NGS如何助力早期检测、疫情应对和临床研究领域的抗菌药物耐药性研究。

Frequently Purchased Together

基因组监测客户故事

南非抗击耐药性结核病

Shaheed Vally Omar 是南非约翰内斯堡国家传染病研究所结核病中心的科学负责人,他相信新一代测序技术能够帮助他的国家检测和追踪耐药性结核病(MDR-TB)。

在非洲实现病原体基因组学的潜力a

CERI 的创始主任、南非斯泰伦博斯大学和夸祖鲁-纳塔尔大学教授 Tulio de Oliveira,讲述了如何将病原体基因组监测作为一种公共卫生工具以及它的未来。

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Dr. Camilla Rodrigues 在印度孟买的 P. D. Hinduja 医院和医学研究中心抗击结核病,这是一家私立非营利医院。阅读她对耐药性结核病日益增长的威胁的看法以及她为每位患者提供治疗的愿景。

精选基因组监测出版物

Mpox病毒多重PCR扩增子测序(PrimalSeq)V.2

阅读有关针对Mpox病毒的基于扩增子的测序(PrimalSeq)方法,该方法与宏基因组测序相比,能够改善低病毒浓度样本的基因组覆盖深度和广度。

2022年多国爆发的Mpox病毒的系统发育基因组学特征及微进化的迹象

了解科学家如何利用基因组学和系统发育基因组学数据,深入了解2022年Mpox病毒爆发菌株的进化轨迹,以及人类适应的潜在机制和靶点。

通过污水测序检测地区流行的SARS-CoV-2变体的基因组测序

在这篇出版物中,科学家们描述了他们如何通过污水测序进行流行病学监测,并跟踪特定病毒菌株的能力。

大规模基因组监测对于早期发现新出现的菌株是必要的

了解Illumina科学家如何开发一个模型,以评估在人群中检测到新兴SARS-CoV-2菌株所需的样本量,当这些菌株占所有菌株的比例不到1%时。

通过监测和基于探针捕获的NGS发现蝙蝠冠状病毒

了解一种基于捕获的NGS方法,该方法使用诱饵靶向冠状病毒。在这里,科学家们展示了针对蝙蝠冠状病毒进行靶向、成本效益高、大规模、基因组水平监测的可行性。

Illumina微生物扩增子制备用于病毒监测

下载应用说明,了解如何实现对多样化病毒基因组的全面覆盖,以实现有效的监测。