宏基因组测序进临床？得必先克服这4大障碍

名单中都的某一种生物引起的，它们仍时会产生一定以往的不已确定性。Edgeworth 坚决感叹：“当你在重症监护室的时候，这就不够用了。祥遗传学的基本特征是，它对所有的基因序列第三组都同步进行了高通量。这相当于相当一定必需三天后才能获取的人才培养物，在隔天就给到了你。”

Charalampous和Edgeworth 策划的一项学术研究确实，基体接合处高通量可以高灵敏度地验证单纯针灸 ICU 环境中都的病菌，并得出结论免疫。基体接合处文书工作报表不仅可以在隔天仅限于结果，而且牛津基体接合处技术开发Corporation仅限于的系统设计电子邮件统计分析SDK EPI2ME 还需生物电子邮件学专家解译结果。

尽管如此，对于广泛的针灸统计分析步骤来感叹，它还是有点显得劳动密集HG了。Charalampous 反驳:“这大约必需 8 个时长，其中都大部分是手动时间。这必需不错的分子生物学技能。”

精神上2:当心“kitome”

在一项用作基体接合处高通量学术研究中都，学术研究人员特意同样了被针灸医师标上为无论如何染病的病患。Edgeworth 感叹：“我们不一切都是太多的单数结果。这是一项概念验证学术研究。”

然而，在同样的祥基因序列第三组统计分析中都，比如说必需转到单数对照试样，以已确定DNA浓缩试剂盒中都存有的生物，即说是的 kitome。“当我们对实际上是单数的试样同步进行高通量时，祥基因序列第三组高通量也时会有病菌瞬时，”Ruppé 感叹，“DNA 总是存有。这就是我们所感叹的 kitome。”

本应新鲜的验证金属制上还湿气着微量的 DNA。变得复杂的是，kitome 每次都能产生各有不同的病菌。对待kitome 只能像忽视一些推断的二氧化硫那么简单。“这对我们来感叹是一个更为大的过关斩将，”Ruppé 坚决看来，“在 kitome 中都推断出的病菌也无论如何是病菌。”

例如，痤疮乙酯大肠杆菌相当一定在指甲推断出，因此它们相当一定有无论如何存有于 kitome。然而，“在颈部的突和关节染病中都，它也是一种臭名昭著的病菌。”Ruppé 曾说。如果一个无论如何被染病的颈部试样中都的痤疮乙酯大肠杆菌呈阳性，就难以对应毫无疑问的阳性和二氧化硫。

这是祥遗传学的一个主要关键问题。在大多数情况下，传统意义生物学技术开发在开发成本、广泛的针灸验证、广全面性和简单诊疗大多数典HG染病等方面始终很强优势。更为少就现今而言，祥遗传学毫无疑问的耀眼在于应对某些过关斩将性的案例，在这些案例中都，传统意义步骤无法找到题目。

“当其它所有步骤都败北时，针灸祥遗传学已经被有别于为‘再次有潜力的诊疗伎俩’，”Ruppé 看来，“但如果其它一切都败北了，那么很有无论如何试样缘故就是单数的，所以你必须认真对待二氧化硫。”

精神上3:对应没用

随着祥基因序列第三组技术开发显得变得加系统设计和廉价，广泛统计分析步骤该技术开发显得变得加可行。例如，祥遗传学可以在早于期治疗法诊疗中都发挥优势。“这也是现今针灸祥遗传学的遇到的关键问题之一，”Ruppé 感叹，“我们是否应该只把它用作再次的验证伎俩？在早于期之前用作它又有什么好处？”

愈发多的论据确实，针灸祥遗传学应该与现有的步骤一起考虑，而比如说是在其它所有步骤都败北之后才考虑它。巴德所学校副学术讲师 Natacha Couto Clark表示，有许多史料份文件确实，祥基因序列第三组比人才培养物变得引人注目，也有很多份文件显示并非如此。然而，Couto 凸显，许多学术研究确实，祥遗传学确实对人才培养伎俩所仅限于的电子邮件同步进行了补充。

Couto 反驳:“有很多例子……祥遗传学推断出了仅靠人才培养无法推断出的潜在生物。就像 PCR 被转用之后，就踏入了人才培养伎俩的补充，这也时会起因在祥遗传学中都。”

巴德所学校的 Natacha Couto 得出结论祥遗传学再一无论如何踏入传统意义生物人才培养的补充伎俩。未来高通量（NGS）步骤比人才培养步骤变得慢，而 NGS 与 PCR 各有不同，不必需局限于一第三组先以行选定的目标。祥基因序列第三组高通量可以迅速比对试样中都存有的病菌，并验证疗效耐药性基因序列的存有，为病患治疗法仅限于可转换的电子邮件。

变得早于地用作祥遗传学可以在染病注意到患者以前公共卫生染病，节约资金不足，缩短住院时间，并消除治疗法的压力。辛辛那提儿童公立医院医疗外围生物遗传学和祥遗传学验证室所长、Morris David Haslam Clark，看不到了祥遗传学在监测制剂治疗法后的易感病患上的统计分析步骤潜力。

“生物第三组无论如何时会以某种方式也显得极度，我们已将将其作为将时会染病的得出结论位点。”Haslam 感叹。

他举了一个例子，在一个疗程的制剂治疗法后，治疗法正常的、多样化的生物第三组遭到破坏，一种特殊的菌株开始占优势绝对优势。当治疗法注意到不堪重负的血浆染病时，高通量显示入侵的病菌与占领小肠生物一组的病菌是同一株。

因此，监测小肠生物一组可以为此类病菌染病仅限于预警。Haslam 补充感叹，Karius 验证可以在注意到任何缓冲染病以前先以用作验证血浆中都的病菌 DNA。

Haslam 阐释感叹：“（监测生物一组）令人更为兴奋，因为它无论如何试图你在治疗法生病以前采取打压措施。”

Couto 反驳，另一个关键问题是祥遗传学可以浓缩已经幸存者生物体的大分子瞬时。考虑一个病例，病患染病并开始治疗法，但患者仍在继续。她感叹，即使治疗法有效性，祥基因序列第三组高通量也可以从幸存者生物中都浓缩湿气的 DNA。Couto 坚决看来，这取决于“针灸医师应该要结合所有可用的电子邮件，仅限于就其患者电子邮件和已用作的验证室步骤，以判为是否真的是起因了染病。”

精神上4:对应相同基因序列和病菌

祥遗传学为我们仅限于了一种变得好的步骤来验证制剂免疫。“PCR 验证仅限于了关于制剂免疫基因序列迅速而准确的电子邮件，但这些验证只关注少数制剂免疫基因序列，”Haslam 阐释感叹，“理论上，祥遗传学可以学术研究每一种制剂免疫基因序列。”

然而，他反驳，拓展这一以外必需十分谨慎。PCR 验证可以聚焦于与制剂免疫都与的基因序列，而祥遗传学可以捕捉不太已确定的基因序列。例如，祥遗传学必需对应很强一定脱氧核糖大分子相同性但有各有不同以往免疫的基因序列家族成员。

“这主要是生物电子邮件学的过关斩将和计算的过关斩将，”Haslam 感叹，“我看来这是有前途的，不过无论如何还必需几年时间，但我看来机器学习将是应对这些黄色地带的题目。

另一个这样的黄色地带是对应相同的病菌品种——也就是说的基因序列第三组变化无论如何意味着无害的共生病菌和可怕的病菌彼此间的区别。用作祥遗传学技术开发难以将近缘密切的品种分开，因为所有的基因序列第三组在试样中都都混合在一起。

根据值得注意的一项学术研究，来自美国农业部和加州所学校圣地亚哥医所学院的学术研究人员，通过用作 PacBio 的 HiFi 技术开发关键在于了这个关键问题，这一高通量技术开发可以产生高精度大于 99.9% 的长读长脱氧核糖大分子。当学术研究人员用作这项技术开发对绵羊粪的祥基因序列第三组同步进行高通量时，他们相当需要第三组装毫无疑问完整的病菌基因序列第三组，而不时会被相对于每一次的录像困住。他们用作高通量染色体构HG脱逃（Hi-C）技术开发对重叠一组（contigs）同步进行分类，然后用作一种 MAGPhase 的算法来解析都与的单倍HG。

再一，该学术研究已确定了 428 个基因序列第三组，其完整性有约 90%，其中都 44 个是单个环状 contigs。这些推断出确实，一个完整的祥基因序列第三组报表可以出乎意料地评估许多祥基因序列第三组，仅限于消化道祥基因序列第三组。

该学术研究的领导者之一，加州所学校圣地亚哥医所学院普林斯顿大学教授 Pavel A. Pevzner Clark表示，祥基因序列第三组技术开发可以试图我们应对像 2011 年德国爆发的菌株传染病等情况。

他回忆感叹：“对引起传染病的致病性菌株同步进行高通量相当那么变得容易。我相信，如果将时会有病菌传染病爆发，人们肯定时会用作这种祥基因序列第三组步骤来定义致病品种。与传染病无论如何产生的数十亿美元损失相比，这一开发成本无论如何。”

Pevzner 宣称：“祥遗传学已将重回一个黄金时代。我们的学术研究只是一个瞬时，告诉大家这个黄金时代已经到来。”

原文链接：

作者｜Caroline Seydel

编译｜萌萌依

审校｜617

编辑｜豫螃蟹

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