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用新型微集成电路试验快速鉴别可能性流感菌种

来源:中国疾病预防控制中心
摘要:TheJournalofClinicalMicrobiology(《临床微生物学杂志》)最新一期有报道称,来自美国克罗拉多州大学和疾病预防控制中心的科学家共同开发了一项以微型集成电路为基础的试验技术,该项由克罗拉多州大学的KathyL。D发起、国立卫生研究院(NIH)下属国立变态反应与传染病研究所(NIAID)提供资金支持的流感集成电路芯片技术......

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The  Journal  of  Clinical  Microbiology(《临床微生物学杂志》)最新一期有报道称,来自美国克罗拉多州大学和疾病预防控制中心的科学家共同开发了一项以微型集成电路为基础的试验技术,该项由克罗拉多州大学的Kathy  L.  Rowlen,  Ph.D发起、国立卫生研究院(NIH)下属国立变态反应与传染病研究所(NIAID)提供资金支持的流感集成电路芯片技术能够在12小时内成功区分包括N5N1型禽流感病毒在内的72种流感菌种,该技术的使用可使更多实验室具备鉴别流感传播的能力并了解更多可能引发疾病的病毒。



美国各地的实验室只能够进行基本的检验以在若干小时内确定某流感病毒的型及亚型,仅有CDC和少数国际性实验室拥有进行专业实验所必须的高级生物安全性设备以揭示关于病毒地域来源、特性等关键信息。由于流感集成电路芯片技术适用于低水平生物安全设备,因此具备流感诊断能力的范围将扩展到更多实验室,使其能够测定新出现病毒的地域来源(包括人类或非人类来源)、了解某新型病毒与现有流行病毒之间存在何等紧密的联系、并检测病毒毒力增强的标志性遗传改变。



国立变态反应与传染病研究所负责人Anthony  S.  Fauci,  M.D.提出,快速、准确检测出流感病毒菌种的能力对国际流感监测工作是无比重要的,这是一个鼓舞人心的进步。同时,疾病控制防御中心负责人Julie  Gerberding,  M.D.也提到,这一研究提高了技术水平的发展、有力推动了国民健康保护工作,为对抗流感的方案提供了新措施。该研究的成功在政府和学术工作者的偕同合作方面是一个杰出的范例,我们也期待着未来能有进一步的合作。



流感集成电路芯片是一项微点阵型技术,通常被称为基因集成电路。微点阵列为通过一个机械臂在载玻片上序列排布成百上千的DNA或未知RNA物质基因点而制成。点,也称为探针,用于存放未知成份样本:例如,取自未确诊患者的物质。匹配细菌或病毒基因序列的探针通过获取样本靶基因而暴露。医师对所获取靶基因型进行分析推断出致感染菌种。Dr.  Rowlen认为,为流感诊断设计基因集成电路片的关键问题在于确定使用哪个流感病毒基因序列为探针。在指南手册中,研究者们描述了一个有效的新途径,通过扫描大量流感病毒基因信息找出最匹配序列。除特异性菌株外,菌株之间的流感基因组在很大程度上具有相似性。而我们的目标正是建立这样一个有效的方法,通过对庞大数据库的搜索,锁定靶流感基因组区域。



研究者们从一个数量近五千的流感基因序列库着手,采用数据挖掘的处理方法从55个流感RNA序列中筛选出应用于流感集成电路芯片的探针。其中也包括能够检测出H1N1、H3N2的探针――当前除H5N1型禽流感病毒之外人类传染最普遍的2个流感菌株。    



CDC为克罗拉多州大学的研究者们提供了流感隔离菌株用于流感集成电路芯片技术使用的测定。样本包括能够在人类、马、禽类与猪中传播的流感菌种。此外,CDC还对克罗拉多州大学的工作人员开放了他们在流感方面的专业技术,双方在CDC的实验室中就流感菌株样本的处理、流感集成电路芯片技术的试验及结果分析方面的工作进行了合作。两次循环试验的结果整合显示,流感集成电路芯片技术能够对菌株完全特征进行鉴定,当其与样本存在72%的相似度时做出判定,从而使用者可获得有关菌株所属型及亚型的正确信息。13%的样本能够获得分型方面的全部信息与亚型方面的部分信息,10%的样本仅能够鉴别分型(无有关亚型的信息)。  作者报道进行该试验并鉴别菌株需耗时11个小时。



Dr.  Rowlen认为,该集成电路芯片在早期试验中的良好表现是令人惊讶并满意的。来自CDC和克罗拉多州大学的研究者们还在不断改良流感集成电路芯片技术,期望能够将获得全部菌种分型及亚型信息所需的时间缩短到一个小时以内。



NIAID流感规化官员Karen  Lacourciere,  Ph.D.指出,改良基因芯片用于流感诊断方面的进展在一定程度上依靠现有公开的可利用基因组序列数据。研究者们使用的数据包括国立Los  Alamos实验室与CDC拥有的流感基因组序列数据库、以及来自NIAID支持的流感基因组测序工程的信息。NIAID通过基因库(由NIH提供的国际性网上检索数据库)使这一序列信息快速有效的公布于众。这一信息资源增强了研究者们为下一代诊断芯片的开发选择靶序列的能力。



NIH与CDC均为卫生与人类服务部下属的13个主要成员之一。国立卫生研究院(NIH),包括27个下属研究所与中心,是指导并支持临床及医学研究交流主要的联邦机构,承担对普通疾病与疑难杂症的治疗以及病因调查的工作。欲获知更多有关NIH及其工作方面的信息,请浏览http://www.nih.gov  。CDC于1946年建立,最初目标是为了控制疟疾的流行,至今依然战斗在公共卫生事业的最前线,为传染性疾病、慢性疾病、损伤、工作场所危害、残疾与环境卫生的预防控制工作而努力。今天,CDC在调查研究方面的指导职能与其导向性处理途径的行为方式已得到了全球的公认。欲获知更多有关CDC及其工作方面的信息,请浏览www.cdc.gov  。



摘译自:http://www.cdc.gov/od/oc/media/pressrel/r060828.htm
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