2024年12月21日，我所彭俊平團(tuán)隊(duì)與首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京胸科醫(yī)院黃海榮團(tuán)隊(duì)聯(lián)合在《Analytical Chemistry》在線發(fā)表了題為“Development and Comprehensive Evaluation of Culture-Independent, Long Amplicon-Based Targeted Next-Generation Sequencing Methods for Predicting Antimicrobial Resistance in Tuberculosis”的論文。

結(jié)核病仍是全球公共衛(wèi)生領(lǐng)域的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，耐藥性問題日益突出，尤其是多重耐藥（MDR-TB）和廣泛耐藥（XDR-TB）菌株的快速傳播，嚴(yán)重影響了結(jié)核的有效治療和控制?，F(xiàn)有的藥物敏感性檢測方法存在耗時(shí)較長、覆蓋關(guān)鍵突變位點(diǎn)有限等不足，難以滿足精準(zhǔn)診斷的實(shí)際需求。因此，研發(fā)一種快速、全面且高效的耐藥性檢測方法，已成為解決這一公共衛(wèi)生難題的當(dāng)務(wù)之急。

在本研究中，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)并優(yōu)化了一種基于 Oxford Nanopore Technologies（ONT） 平臺的靶向下一代測序（tNGS）方法，可精準(zhǔn)預(yù)測結(jié)核分枝桿菌復(fù)合群（MTBC）對16種抗結(jié)核藥物的耐藥性，為快速、全面的耐藥性檢測提供了重要參考。該技術(shù)通過多重PCR擴(kuò)增，成功覆蓋與耐藥相關(guān)的20個(gè)關(guān)鍵基因區(qū)域。借助Q20+化學(xué)試劑和R10.4.1測序芯片，該方法在每個(gè)靶基因僅需 15條高質(zhì)量測序reads的條件下即可實(shí)現(xiàn)100%的測序準(zhǔn)確度，其耐藥性預(yù)測結(jié)果與傳統(tǒng)表型藥物敏感性測試（pDST）的一致性為98.35%，與Xpert MTB/RIF方法檢測結(jié)果的一致性達(dá)到100%。該方法從核酸提取到生成診斷報(bào)告的全流程運(yùn)行時(shí)間，僅需約4小時(shí)50分鐘，顯著縮短了檢測周轉(zhuǎn)時(shí)間。即使在復(fù)雜的臨床樣本背景下（如多種病原體共存），該方法依然展現(xiàn)出卓越的抗干擾能力，精準(zhǔn)覆蓋目標(biāo)區(qū)域并完成耐藥突變檢測。此外，該方法長擴(kuò)增子的設(shè)計(jì)顯著簡化了引物設(shè)計(jì)流程，適配ONT測序平臺的同時(shí)，也兼容 Illumina 平臺，進(jìn)一步增強(qiáng)了方法的靈活性和適用性。配合為客戶端優(yōu)化的生物信息學(xué)分析流程，該方法不僅能夠高效處理測序數(shù)據(jù)，還能準(zhǔn)確注釋突變位點(diǎn)，并生成符合臨床需求的報(bào)告。

該方法的研發(fā)為結(jié)核分枝桿菌耐藥性的精準(zhǔn)診斷與監(jiān)測提供了強(qiáng)有力的工具，不僅顯著提升了檢測的速度與準(zhǔn)確性，也為公共衛(wèi)生監(jiān)測、抗菌藥物研發(fā)以及個(gè)體化治療方案的制定提供了重要且可靠的數(shù)據(jù)支持。

圖 結(jié)核分枝桿菌耐藥性靶向測序流程圖

研究得到了中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程（2021-I2M-1-037和2021-I2M-1-038）、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)（2019PT310029和2023-PT310-04）以及北京市衛(wèi)生健康委員會高層次公共衛(wèi)生人才項(xiàng)目（G2023-2-002和G2022-2-010）等項(xiàng)目的支持。中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院病原生物學(xué)研究所彭俊平研究員和首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京胸科醫(yī)院黃海榮主任為本文的通訊作者，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院病原生物學(xué)研究所博士生張路路和首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京胸科醫(yī)院于霞博士為本文的共同第一作者。