2018年感染病原高通量基因檢測轉(zhuǎn)產(chǎn)BGISEQ-50、MGISEQ-200及MGISEQ-2000平臺以來，華大醫(yī)學(xué)感染防控事業(yè)部至今完成了6萬余例檢測。依托高質(zhì)量的測序數(shù)據(jù)和優(yōu)良的平臺穩(wěn)定性，發(fā)表了30余篇高水平的科研論文，為感染宏基因組學(xué)技術(shù)的更大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

傳染病到今天為止還是人類的最大危害，建國初期我國的人均預(yù)期壽命只有41歲，其中最重要的因素就是天花、結(jié)核等重大傳染病的危害。新中國成立后，經(jīng)過多年努力，很多重大傳染病得到有效的控制。改革開放以來，國家建立起一整套重大傳染病基礎(chǔ)研究、預(yù)防控制的公共衛(wèi)生體系、如乙肝、結(jié)核等眾多傳染病得到有效控制，人均壽命大幅提高。

但今天我國的感染防治形勢依然嚴(yán)峻，中國每年的感染病例大于10億人次，雖然絕大多數(shù)感染病例都可以通過常規(guī)的酶聯(lián)免疫、核酸檢測方法進(jìn)行診斷，但其中有大約2000萬人次的重癥、疑難感染病例，常規(guī)手段很難奏效。例如在疑難重癥方面，常規(guī)的細(xì)菌培養(yǎng)方法只能回答不到20%的的臨床問題。

高通量測序作為新的工具平臺，能夠更好地回答這些醫(yī)學(xué)問題，并且還有很大的潛力可以挖掘。同時，隨著測序成本不斷下降，疑難感染診斷的測序方法將進(jìn)一步普及，感染或?qū)⒊侥[瘤和無創(chuàng)產(chǎn)前，成為高通量測序最大的應(yīng)用領(lǐng)域。

病原高通量測序方法回答更多臨床問題

傳統(tǒng)病原診斷中，針對病原顆粒、代謝產(chǎn)物、抗原抗體、病原核酸等不同的病原樣本，需要涂片培養(yǎng)、質(zhì)譜生化、免疫學(xué)以及PCR等多種方法，每種方法能夠檢測的病原類型十分有限，因此臨床上還需要憑借醫(yī)生經(jīng)驗進(jìn)行診斷。

但華大醫(yī)學(xué)感染防控事業(yè)部基于BGISEQ-50、MGISEQ200、MGISEQ-2000開展的PMseq?病原微生物高通量基因檢測，不需要預(yù)先假設(shè)，采用宏基因組測序（mNGS）直接提取感染標(biāo)本中全部微生物的核酸進(jìn)行高通量測序，通過微生物專用數(shù)據(jù)庫比對和智能化算法分析，獲得疑似致病微生物的種屬信息，無偏性的檢測細(xì)菌、真菌、病毒、寄生蟲等7944種病原體，可以協(xié)助鑒定新發(fā)、猜錯、低濃度病原體及混合感染病原體，為疑難危重特殊感染提供快速精準(zhǔn)診斷依據(jù)。

三款測序儀形成高中低搭配

華大醫(yī)學(xué)感染防控事業(yè)部開展病原宏基因組測序，以BGISEQ-50、MGISEQ200、MGISEQ-2000為組合，形成優(yōu)勢互補(bǔ)的高中低搭配——樣本量較少時使用BGISEQ-50，樣本量適中時使用MGISEQ-200，樣本量較大時使用MGISEQ-2000。

BGISEQ-50是一款專注、快速的桌面型測序儀，采用加載系統(tǒng)集成化設(shè)計，制備好的DNB無需測序儀以外的配套設(shè)備即可自動化完成樣本加載到芯片上。這款測序儀的意義在于，第一次將疑難危重感染高通量測序的臨床價格降低到了三四千元，為感染病宏基因組學(xué)技術(shù)的較大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

MGISEQ-200是一款高效、專注的桌面型測序儀，其搭載的BAST旁路輔助替代技術(shù)，能夠極大程度上減少試劑損耗量，適用于靶向DNA和RNA測序、微生物檢測、小型基因組測序等多種應(yīng)用，支持多種讀長，優(yōu)化了不同讀長的測序時間，能夠靈活滿足不同應(yīng)用場景下的通量和時間要求。

MGISEQ-2000是一款全面靈活的大中型基因組測序儀，采用全新的載片系統(tǒng)，能夠靈活支持多種不同的測序模式，適用于科研和臨床等多個應(yīng)用領(lǐng)域。同時優(yōu)化升級了光學(xué)及生化系統(tǒng)，能夠在較短時間內(nèi)完成完整的測序流程，帶給使用者更加精簡流暢的測序體驗。MGISEQ-2000性能優(yōu)異、穩(wěn)定性極高，應(yīng)用于感染檢測時，單個標(biāo)本數(shù)據(jù)量更大，檢測敏感度進(jìn)一步提高。

三款測序儀均以華大智造獨有的DNBSEQ?測序技術(shù)為核心，該技術(shù)包含DNA單鏈環(huán)化和DNB制備、規(guī)則陣列芯片、DNB加載、cPAS聯(lián)合探針錨定聚合技術(shù)、雙端測序技術(shù)、堿基識別算法等。在擴(kuò)增原理上相當(dāng)于始終用文件原件進(jìn)行復(fù)印，有效避免了傳統(tǒng)的PCR測序方法中用復(fù)印件復(fù)印時出現(xiàn)的錯誤積累，具有高準(zhǔn)確性、低重復(fù)序列率、低標(biāo)簽跳躍的重要特性。

用戶聲音：

華大集團(tuán)傳染病首席科學(xué)家陳唯軍：相比BGISEQ-50平臺，在同樣經(jīng)濟(jì)成本的情況下MGISEQ-2000平臺數(shù)據(jù)覆蓋度提高了一倍，腦脊液樣本的臨床敏感性從48%左右提高到了60%左右。在成本可控的前提下，隨著測序深度的進(jìn)一步提高，未來reads數(shù)達(dá)到100M時將能回答80%的臨床問題，這款機(jī)型將有望推動感染性疾病宏基因組學(xué)的更大范圍的臨床運用。MGISEQ-2000真的是一款好的平臺，穩(wěn)定性十分優(yōu)秀，非常感謝智造平臺提供這么好的機(jī)器。除了生產(chǎn)，隨著大醫(yī)院對華大智造的逐步認(rèn)可，未來MGISEQ-2000也有望進(jìn)入大型醫(yī)院。

華大醫(yī)學(xué)感染防控事業(yè)部市場經(jīng)理孫經(jīng)夢： “MGISEQ-2000性能優(yōu)異、穩(wěn)定性非常好，單個標(biāo)本數(shù)據(jù)量增大，檢測敏感度進(jìn)一步提高，成本也將進(jìn)一步降低，可以更好的滿足臨床疑難危重感染的精準(zhǔn)診斷需求，讓病人更加受益。

外地+本地化兩種模式

華大醫(yī)學(xué)感染防控事業(yè)部接收外部醫(yī)院的送檢樣本，目前與全國600余家醫(yī)院建立了合作，累計檢測疑難危重患者樣本達(dá)到6萬余例，為疑難重癥感染的高通量測序積累了重要數(shù)據(jù)，為臨床感染性疾病精準(zhǔn)診治提供了寶貴依據(jù)。

同時，華大醫(yī)學(xué)感染防控事業(yè)部還積極推進(jìn)感染病宏基因組學(xué)技術(shù)的本地化應(yīng)用，目前與北京協(xié)和醫(yī)院、復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院、東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院等多家國內(nèi)標(biāo)桿醫(yī)院達(dá)成合作，這些醫(yī)院已通過BGISEQ-50平臺實現(xiàn)了檢測本地化，讓感染精準(zhǔn)診斷更加快速便捷。

外臨床科研成果

在于全國頂級醫(yī)院的合作過程中，基于華大智造BGISEQ-50、MGISEQ200、MGISEQ-2000測序平臺產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，北京協(xié)和醫(yī)院、復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院、復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院、北京兒童醫(yī)院等多家單位在Journal of Neurovirology、Journal ofInfection、Clinical Infectious Disease等SCI期刊上發(fā)表了30余篇高水平科研論文。

未來展望

工具和技術(shù)的進(jìn)步，最終的目的是回歸患者。高通量測序方法解決了臨床疑難危重感染病例的診斷需求，未來隨著測序深度的進(jìn)一步提高，還將能回答更多臨床問題，同時測序成本和測序時間也將持續(xù)降低和縮短，感染病宏基因組學(xué)將實現(xiàn)更大規(guī)模的普及，為感染患者提供更經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確、及時的臨床診斷，推動我國感染疾病防治再上新臺階。