病原微生物高通量检测

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病原微生物高通量检测技术概述

检测范围

病原微生物高通量检测技术适用于临床医学、公共卫生、环境监测及畜牧业等领域，主要针对以下微生物类型：

1. 病毒：包括呼吸道病毒（如流感病毒、SARS-CoV-2）、肠道病毒（如诺如病毒）、血液传播病毒（如HIV、HBV）等。
2. 细菌：涵盖革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌）、革兰氏阴性菌（如大肠杆菌、肺炎克雷伯菌）及厌氧菌等。
3. 真菌：如念珠菌、曲霉菌及隐球菌等机会性致病真菌。
4. 寄生虫：包括疟原虫、弓形虫及肠道原虫等。
5. 耐药菌及毒力因子：针对多重耐药菌（如MRSA、CRE）的耐药基因及毒力基因检测。

检测项目

1. 全基因组测序（WGS）：用于病原体全基因组分析，解析遗传进化、耐药机制及传播链。
2. 物种鉴定与分型：通过靶向基因（如16S rRNA、ITS）测序实现微生物精确分类。
3. 耐药基因筛查：检测β-内酰胺酶基因（如blaKPC、blaNDM）、大环内酯类耐药基因（ermB）等。
4. 毒力因子分析：识别毒素基因（如金黄色葡萄球菌的TSST-1、霍乱弧菌的ctxA/B）。
5. 宿主-病原体互作研究：通过转录组或蛋白质组分析宿主免疫应答及病原体感染机制。

检测仪器

1. 高通量测序仪：
   • 二代测序平台：Illumina NovaSeq 6000、华大基因DNBSEQ-T7，适用于大规模基因组测序。
   • 三代测序平台：Oxford Nanopore MinION、PacBio Sequel II，支持长读长实时测序。
2. 质谱仪：MALDI-TOF MS（如Bruker Biotyper）用于快速微生物鉴定。
3. 实时定量PCR仪：ABI QuantStudio系列用于靶标基因的快速扩增与定量。
4. 数字PCR系统：Bio-Rad QX200用于超低丰度病原体检测及绝对定量。
5. 生物信息学分析平台：整合CLC Genomics Workbench、SPAdes等软件进行数据解析。

检测方法

1. 样本处理与核酸提取：
   • 临床样本（血液、痰液、粪便）经离心、过滤或富集后，使用磁珠法或柱式法提取DNA/RNA。
   • 环境样本（水体、空气）需通过膜过滤或离心浓缩病原体。
2. 测序文库构建：
   • 宏基因组测序：随机片段化DNA，连接接头后进行扩增。
   • 靶向测序：通过多重PCR或探针捕获（如Agilent SureSelect）富集目标区域。
3. 高通量测序与数据生成：
   • 短读长测序（150-300 bp）用于高精度分析，长读长测序（>10 kb）辅助基因组拼接。
4. 生物信息学分析：
   • 原始数据经质控（FastQC）、去宿主序列（Bowtie2）后，通过Kraken2、Centrifuge进行物种注释。
   • 耐药基因及毒力因子通过比对CARD、VFDB数据库识别。
5. 耐药表型与基因型关联分析：结合药敏试验（如微量肉汤稀释法）验证耐药基因功能。
6. 结果验证：通过Sanger测序或数字PCR对关键变异位点或低丰度病原体进行确认。

注意：因业务调整，暂不接受个人委托测试望见谅。