相比传统的微生物培养,病原体宏基因组高通量测序技术(metagenomics next-generation sequencing,mNGS)无需特异性扩增,可直接对临床样本中的核酸无差别、无选择性地进行高通量测序,与已知微生物数据库进行比对分析并快速、客观地判断样本包含的病原微生物种类,在一些常规手段无法检测到的病原微生物,在经验治疗失败、复杂感染、不明原因的危重症、免疫缺陷等特殊患者人群以及新发突发传染病的诊断等应用场景中极富优势。面对重症感染患者,能否快速确认感染病原体,成为后续对症治疗的关键。
赛纳生物自主研发的S100基因测序仪能够同时运行双模式测序,包括更快速、更经济的BitSeq测序模式和高准确度的ECC测序模式,快至6.5小时便可以完成单端75bp的BitSeq测序(点击了解更多),可用于病原微生物的分类鉴定。此后测序仪还会继续运行,输出高准确度的ECC测序数据,可用于病原微生物的耐药和毒力鉴定。
本期内容我们将展示赛纳生物S100基因测序仪双模式在病原微生物mNGS检测中的应用价值。
01
实验方案
人源基因组标准品-NA12878
测序平台:S100基因测序仪
测序模式:ECC纠错编码及BitSeq简并测序模式
数据量:每个样本20M reads
测试策略:使用微生物标准品与人源基因组标准品按照质量比进行混合,人源基因组比例分别为0%、90%、99%、99.9%,模拟生成不同人源基因组占比的临床样本,并分别记为zymo_0、 zymo_90、zymo_99、zymo_999。每一个混合后的样本分别建库,并进行3次重复检测,在S100基因测序仪上进行单端75测序。
分析思路:经过常规的去除低质量序列、重复序列和人源序列后,使用 Kraken2 + Bracken 与一个超过2万种病原微生物包含细菌,真菌,病毒,寄生虫的数据库进行分类鉴定和计算种水平相对丰度。
02
数据分析
基础数据QC:
2. 相同的测序cycle下,BitSeq模式能获得更长的测序读长。
1. 快速的BitSeq简并测序和高准确度的ECC纠错编码测序,在不同比例人源DNA掺入的样品中均能鉴定出与标准品相似的菌种丰度。
fig3:掺入不同比例人源DNA的zymo标准品物种相对丰度
A图为原始未掺入NA12878的zymo标准品检出结果
fig4:两种测序模式,掺入不同比例人源DNA的zymo标准品3次重复实验的物种鉴定结果
即使在99.9%的人源比例下,两种测序模式在3次测序得到的相对丰度间CV值也低于6%,说明赛纳生物S100测序仪两种测序模式均能稳定可靠的检出样品中的微生物组成和相对丰度。
fig5:两种测序模式,掺入不同比例人源DNA的zymo标准品中,不同物种在3次重复实验检出相对丰度的变异系数分布
03
结论
更多测试数据即将发布,敬请期待。同时欢迎广大合作伙伴前来垂询、测试,共谋发展。
04
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