近日，真邁生物(wù)聯合國家感染性疾病臨床醫學研究中心/深圳市第三人(rén)民醫院、暨南(nán)大(dà)學等單位基于單分(fēn)子測序平台GenoCare 1600開展結核分(fēn)枝杆菌耐藥基因研究的(de)科研成果發表在《International Journal of Infectious Diseases》上。
該研究驗證了(le)結核分(fēn)枝杆菌對(duì)加替沙星耐藥性産生的(de)關鍵基因，對(duì)指導結核病精準用(yòng)藥和(hé)新藥研發具有重要意義。
由結核分(fēn)枝杆菌引起的(de)結核病（TB）已經成爲一種主要的(de)全球健康威脅。WHO報告顯示，2018年全球大(dà)約新增結核病病例1000萬，死亡病例高(gāo)達140萬。目前肺結核的(de)标準治療方案（2HRZE/4HR）治療周期長(cháng)達6個(gè)月(yuè)且容易複發和(hé)發生耐藥，因此研發新藥來(lái)縮短治療周期、提高(gāo)治療效率非常迫切。
目前常用(yòng)且最有效的(de)抗多(duō)重耐藥結核分(fēn)枝杆菌的(de)藥物(wù)是氟喹諾酮類（FQs）。加替沙星（GAT）是第四代FQ，其作用(yòng)于結核分(fēn)枝杆菌的(de)DNA促旋酶，以達到抗TB的(de)目的(de)。gyrA和(hé)gyrB基因編碼了(le)結核分(fēn)枝杆菌DNA促旋酶兩個(gè)重要的(de)亞基，如果這(zhè)兩個(gè)亞單位基因發生突變，可(kě)能使得(de)結核分(fēn)枝杆菌獲得(de)GAT耐藥性。本研究利用(yòng)真邁生物(wù)單分(fēn)子測序平台GenoCare 1600對(duì)GAT-抗性株系進行全基因組重測序，全面分(fēn)析其FQ抗性機制以指導臨床精準用(yòng)藥和(hé)新藥開發。
基于結核分(fēn)枝杆菌H37Rv篩選獲得(de)GAT-抗性株系，使用(yòng)單分(fēn)子測序平台GenoCare 1600對(duì)H37Rv和(hé)123個(gè)GAT-抗性株系進行全基因組測序，每個(gè)株系獲得(de)約1Gb（250X）測序數據。随後開展全基因組測序數據比對(duì)分(fēn)析并檢測變異位點。對(duì)于覆蓋深度>10X且突變頻(pín)率>30%的(de)位點判定爲顯著突變。
在123個(gè)抗性株系中，檢測到gyrA和(hé)gyrB基因突變的(de)株系數量接近，其中55.3%（68/123）具有gyrA基因突變，剩餘44.7%（55/123）攜帶gyrB基因突變（詳情見表 1）。
表1 123個(gè)結核分(fēn)枝杆菌GAT-抗性株系gyrA、gyrB基因突變信息統計表
注：MIC，最低抑菌濃度；SNV，單核苷酸突變。
另外，在123個(gè)突變株系中，檢測到9個(gè)株系具有Rv3530c基因突變 [C148T (Q50stop)]，12個(gè)株系具有Rv1901基因突變[C340T (R114stop)]。但是通(tōng)過測定并比較攜帶不同基因突變位點株系的(de)MIC值，發現這(zhè)兩個(gè)基因突變與GAT抗性無關，之所以被檢測到屬于“搭便車效應”。
所以，gyrA和(hé)gyrB基因突變是結核分(fēn)枝杆菌GAT抗性産生的(de)主要原因。
真邁生物(wù)項目負責人(rén)曾立董表示：“測序技術能快(kuài)速、準确的(de)檢測出病原菌的(de)耐藥信息，指導臨床抗菌藥物(wù)的(de)選擇，提高(gāo)療效，縮短療程，減少抗菌藥物(wù)濫用(yòng)、遏制病原菌耐藥，延長(cháng)目前抗菌藥物(wù)的(de)可(kě)用(yòng)周期。同時(shí)本研究也(yě)再次證明(míng)了(le)單分(fēn)子測序平台GenoCare 1600在病原菌基因突變檢測上的(de)精準性和(hé)有效性。”
關于GenoCare 1600
真邁生物(wù)專注于基因測序上遊平台的(de)創新研發，目前已推出自主創新研發的(de)單分(fēn)子測序平台GenoCare1600系列和(hé)高(gāo)通(tōng)量測序平台GenoLab M系列測序儀。
單分(fēn)子測序平台GenoCare 1600基于單分(fēn)子芯片的(de)表面熒光(guāng)測序SURFseq（Surface Restricted Fluorescence Sequencing）技術，利用(yòng)全内反射光(guāng)學原理(lǐ)對(duì)堿基的(de)光(guāng)學信号進行識别，實現邊合成邊測序，具有高(gāo)敏精準、簡單易用(yòng)、無需擴增、經濟高(gāo)效等特點。該測序平台于2020年5月(yuè)完成醫療器械臨床試驗，是世界首款通(tōng)過醫療器械臨床試驗的(de)單分(fēn)子測序平台，目前該産品處于注冊審評環節。
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參考文獻：
1、Bi J, Guo Q, Fu X, Liang J, Zeng L, Zhang G, et al. Characterizing the gene mutations associated with resistance to gatifloxacin in Mycobacterium tuberculosis through whole-genome sequencing. International Journal of Infectious Diseases. 2021: 112, 189-194.
2、Zhao L, Deng L, Li G, Jin H, Cai J, Shang H, et al. Single molecule sequencing of the M13 virus genome without amplification. PLoS One 2017: 12.