近日，真邁生物聯(lián)合國家感染性疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心/深圳市第三人民醫(yī)院、暨南大學(xué)等單位基于單分子測序平臺(tái)GenoCare 1600開展結(jié)核分枝桿菌耐藥基因研究的科研成果發(fā)表在《International Journal of Infectious Diseases》上。
該研究驗(yàn)證了結(jié)核分枝桿菌對(duì)加替沙星耐藥性產(chǎn)生的關(guān)鍵基因，對(duì)指導(dǎo)結(jié)核病精準(zhǔn)用藥和新藥研發(fā)具有重要意義。
由結(jié)核分枝桿菌引起的結(jié)核?。═B）已經(jīng)成為一種主要的全球健康威脅。WHO報(bào)告顯示，2018年全球大約新增結(jié)核病病例1000萬，死亡病例高達(dá)140萬。目前肺結(jié)核的標(biāo)準(zhǔn)治療方案（2HRZE/4HR）治療周期長達(dá)6個(gè)月且容易復(fù)發(fā)和發(fā)生耐藥，因此研發(fā)新藥來縮短治療周期、提高治療效率非常迫切。
目前常用且最有效的抗多重耐藥結(jié)核分枝桿菌的藥物是氟喹諾酮類（FQs）。加替沙星（GAT）是第四代FQ，其作用于結(jié)核分枝桿菌的DNA促旋酶，以達(dá)到抗TB的目的。gyrA和gyrB基因編碼了結(jié)核分枝桿菌DNA促旋酶兩個(gè)重要的亞基，如果這兩個(gè)亞單位基因發(fā)生突變，可能使得結(jié)核分枝桿菌獲得GAT耐藥性。本研究利用真邁生物單分子測序平臺(tái)GenoCare 1600對(duì)GAT-抗性株系進(jìn)行全基因組重測序，全面分析其FQ抗性機(jī)制以指導(dǎo)臨床精準(zhǔn)用藥和新藥開發(fā)。
基于結(jié)核分枝桿菌H37Rv篩選獲得GAT-抗性株系，使用單分子測序平臺(tái)GenoCare 1600對(duì)H37Rv和123個(gè)GAT-抗性株系進(jìn)行全基因組測序，每個(gè)株系獲得約1Gb（250X）測序數(shù)據(jù)。隨后開展全基因組測序數(shù)據(jù)比對(duì)分析并檢測變異位點(diǎn)。對(duì)于覆蓋深度>10X且突變頻率>30%的位點(diǎn)判定為顯著突變。
在123個(gè)抗性株系中，檢測到gyrA和gyrB基因突變的株系數(shù)量接近，其中55.3%（68/123）具有gyrA基因突變，剩余44.7%（55/123）攜帶gyrB基因突變（詳情見表 1）。
表1 123個(gè)結(jié)核分枝桿菌GAT-抗性株系gyrA、gyrB基因突變信息統(tǒng)計(jì)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)]。但是通過測定并比較攜帶不同基因突變位點(diǎn)株系的MIC值，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)基因突變與GAT抗性無關(guān)，之所以被檢測到屬于“搭便車效應(yīng)”。
所以，gyrA和gyrB基因突變是結(jié)核分枝桿菌GAT抗性產(chǎn)生的主要原因。
真邁生物項(xiàng)目負(fù)責(zé)人曾立董表示：“測序技術(shù)能快速、準(zhǔn)確的檢測出病原菌的耐藥信息，指導(dǎo)臨床抗菌藥物的選擇，提高療效，縮短療程，減少抗菌藥物濫用、遏制病原菌耐藥，延長目前抗菌藥物的可用周期。同時(shí)本研究也再次證明了單分子測序平臺(tái)GenoCare 1600在病原菌基因突變檢測上的精準(zhǔn)性和有效性?！?/p>
關(guān)于GenoCare 1600
真邁生物專注于基因測序上游平臺(tái)的創(chuàng)新研發(fā)，目前已推出自主創(chuàng)新研發(fā)的單分子測序平臺(tái)GenoCare1600系列和高通量測序平臺(tái)GenoLab M系列測序儀。
單分子測序平臺(tái)GenoCare 1600基于單分子芯片的表面熒光測序SURFseq（Surface Restricted Fluorescence Sequencing）技術(shù)，利用全內(nèi)反射光學(xué)原理對(duì)堿基的光學(xué)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，實(shí)現(xiàn)邊合成邊測序，具有高敏精準(zhǔn)、簡單易用、無需擴(kuò)增、經(jīng)濟(jì)高效等特點(diǎn)。該測序平臺(tái)于2020年5月完成醫(yī)療器械臨床試驗(yàn)，是世界首款通過醫(yī)療器械臨床試驗(yàn)的單分子測序平臺(tái)，目前該產(chǎn)品處于注冊(cè)審評(píng)環(huán)節(jié)。
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參考文獻(xiàn)：
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.