掌握在手中的遗传学:新的JI项目将在病床边部署便携式基因测序
手持DNA定序仪将用于诊断呼吸机相关肺炎的危重病人,较传统方法快速。
虽然遗传学的进步已经彻底改变了癌症治疗等问题,但其影响并未在所有医学领域普及。
对肿瘤进行的活组织检查与测序可帮助确定其在分子水平上的形成原因,并可能作出靶向治疗。 与此同时,用于识别和治疗许多常见疾病的主要科学在一个多世纪以来基本保持不变。
“当我们怀疑患者细菌感染时,我们采用细菌培养技术,然后观察其在培养基内的生长。”内科医学助理教授罗伯特迪克森(Robert Dickson) 说。 “测序技术彻底改变了我们对体内微生物学的看法,但在诊断感染方面尚未普及到临床实践。”
罗伯特迪克森的最新项目是由联合研究所资助,与北京大学第三医院呼吸内科主任沈宁合作,旨在改变测序技术在临床应用方面的缺失。 他们计划使用新的便携式DNA测序仪来诊断重症监护患者的呼吸机相关性肺炎(VAP)。 该测序仪比传统的培养基测试更快,更准确。 如果成功,可能意味着缩短VAP检测时间,并减少对导致耐药细菌的广谱抗生素的依赖。
在他们的研究中,迪克森和沈宁计划收集两个地点的呼吸机的约200名患者的肺部采集的样本,并进行排序。 基因序列测试的结果将根据来自相同患者的培养测试进行检查,以比较速度和准确度,以便为测序方法提供信息。 测序方法不仅可以告知临床医生患者体内的细菌种类,还可以显示治疗方案 。
迪克森说:“有了足够的细菌遗传信息,我们应该能够很好地预测它们容易受到哪些抗生素的影响。我们的目标是为临床医生提供快速,可靠的信息,说明要开哪种抗生素进行治疗。”
“这是一个特别好的国际合作项目,因为它具有广泛的影响,抗生素耐药性在北京和安娜堡都是一项待解决的难题。 对于密西根大学和我们在中国的合作伙伴来说,这个项目是一个可以通过前所未有的新科技解决临床疑难杂症的好机会。“ 他补充。
每个重症监护病房都存在一个主要问题—10%至40%使用人工呼吸机超过两天的患者会发生VAP,只要患者仍依赖于呼吸机, 个体患病风险便会逐日增加。 这是产生医疗费用的重要因素,因为它不仅会延长病人的住院时间,并且容易使其病情加重。
VAP的临床诊断也是一大难题。 临床症状通常有发热,心率加快和其他炎症反应, 而这些在通常通气的病情严重的患者中很常见,并且可能不是VAP特异性的。 诊断的主要方法是使用细菌培养对患者的肺进行取样,该过程通常需要24至72小时。
迪克森相信他们可以通过使用新的手掌大小的纳米孔测序仪MinION 进行实时测序来大幅减少测序时间。 MinION 由USB供电,可以连接到笔记本电脑或台式电脑。 这款价值1,000美元于英国开发的设备大约是黑板擦的三分之二,并且已经在世界各地进行了现场测试,包括迪克森在Ann Arbor的实验室,该实验室已经用它来识别肺炎患者肺部的病原体 。
他们之前的研究从样本采集到完成分析大约需要9个小时。 通过流程改进(迪克森的实验室正在努力有效地分离DNA和分析测序数据),该团队相信他们可以将这一时间缩短一半。