2015/10/27
Illumina杰出科学家Gary Schroth最近在《新英格兰医学杂志》(New England Journal of Medicine)上发表了一篇关于埃博拉病毒传播的论文。在这里，他解释了这项研究是如何进行的，以及研究结果的含义。
使用Illumina MiSeq®系统和定制版TruSeq®RNA获取试剂盒，利比里亚确诊一例埃博拉病毒性传播病例。来自美国陆军传染病医学研究所、利比里亚生物医学研究所、疾病控制和预防中心、世界卫生组织、国家卫生研究院以及利比里亚卫生和社会福利部的科学家对这项工作做出了贡献。
这一案例发表在最近一期的《华尔街日报》上新英格兰医学杂志该研究提供了埃博拉病毒在一名携带埃博拉病毒的男子和他的女性伴侣之间传播的分子证据。警告:该男子的血液在传播前155天被检测出没有感染埃博拉病毒。研究人员是如何解开这个谜团并建立联系的呢?使用新一代测序。
复杂的情况
2014年9月23日，利比里亚一名男子携带埃博拉病毒进入医院接受治疗。截至9月29日，他的血液呈埃博拉阴性，10月7日他离开医院。5个月后，他与一名20天后死于埃博拉的妇女进行了无保护性交。该妇女于2015年3月27日死亡后，公共卫生官员宣布通过定量RT-PCR对该男子的精液样本进行检测，结果呈阳性。然而，检测结果表明，病毒RNA的水平几乎无法检测到，研究人员只能从该男子的精液中判断埃博拉阳性。
当时，科学家们意识到他们需要一种更先进的方法来提供直接的基因组证据，以证明该妇女是否确实感染了该男子，以及该感染是否由几个月前感染该男子的同一病毒引起NEJM论文中写道，“Illumina公司的TruSeq RNA Access Kit与MiSeq联合使用，是唯一可以提供近乎完整的病毒基因组序列的技术，该基因组序列来自使用qPCR时几乎无法检测到埃博拉病毒水平的精液样本。”
他补充道，“他们所要做的只是检测到这种几乎无法检测到的病毒水平——浓度可能比他们甚至希望用常规方法获得基因组的浓度低100到1000倍。这就是RNA访问技术对该项目至关重要的地方。”
使连接
研究人员从男性精液中提取了富含TruSeq RNA Access试剂盒的埃博拉病毒RNA序列，并将其基因组与从女性血液样本中提取的病毒RNA的相似性进行了比较。通过下一代测序，研究人员发现，来自该女子血液和男子精液的埃博拉病毒基因组与直接传播一致。
具体来说，测序数据支持两个事实：病毒是从那个男人性交传染给那个女人的，而他在10月份感染的病毒与她死亡时感染的病毒相同。因此，他没有再次感染，而是在发病后175多天，他的精液被感染了病毒。
研究人员确信他们的发现，因为有令人信服的分子证据。通过测序，研究人员能够确定这两个样本共享了在西非任何其他埃博拉病毒序列中都没有发现的基因替换。
施罗斯博士解释说，“在埃博拉病毒的大约10000个碱基中，与世界上其他毒株相比，这名男子有8个独特的变种，与最初感染他的毒株有关。这8个变种中有7个是在杀死这名妇女的毒株中发现的。这是明确的分子证据，表明他感染了她他说，他10月份的病毒与3月份的病毒一样，没有发生变异，也没有再次感染其他病毒。”
这一发现也提出了一个问题:为什么病毒会出现在他的精液中而不是血液中?
施罗斯博士说，人体内的一些区域被认为是‘免疫特权’部位。“这意味着这些部位的免疫反应受到严格控制;这些区域不会与免疫系统发生太多的相互作用，所以它们更难清除。”
公共卫生问题
这项研究结果对公共卫生有重大影响。疾病预防控制中心和世界卫生组织改变了对康复期患者性接触的建议，直到获得关于埃博拉病毒在精液中能持续多久的更确切信息。
“公共卫生问题是:‘已清除的埃博拉感染’这一概念的长期影响会是什么?这项研究不仅表明，埃博拉病毒在很长一段时间后是可以检测到的，而且即使在病毒载量较低的情况下——当它几乎无法检测到时——它仍然可以杀死人，”Schroth博士说。
USAMRIID的CPT Jeffrey Kugelman博士在LIBR建立现场基因组测序能力方面发挥了重要作用，他说，这项研究说明了为什么需要这种能力一份声明他说:“这项工作使我们能够在如何管理和控制疾病传播方面做出更明智的决定。在疫情爆发期间在现场，并有能力向卫生保健提供者和公共卫生官员提供近乎实时的测序信息——这是第一次。”
为什么要访问TruSeq RNA？
研究人员使用TruSeq RNA Access试剂盒和定制的针对埃博拉病毒的捕获探针，富集了精液样本中的埃博拉基因组RNA。从本质上说，RNA Access方法是唯一可以从精液样本中提供几乎完整的病毒基因组序列的技术，而根据标准的qPCR检测，精液样本几乎没有埃博拉病毒的检测水平。
正如Schroth博士所解释的，“当使用病毒载量丰富的高度感染样本时，传统方法确实很好，但在使用TruSeq RNA Access试剂盒之前，你真的无法看到这些病毒含量非常非常非常低的样本，这在这种情况下是必要的。它允许我们在几乎无法通过PCR检测到的样本中获得完整的基因组。这种方法可以比其他可用方法更敏感地生成基因组信息。”
Schroth博士接着说，本研究中使用的RNA访问工具包是TruSeq RNA访问工具包的定制使用。“我的团队一直在研究如何使用RNA访问方法。目前我们拥有的试剂盒用于丰富人类基因，但我们意识到，如果我们只是将探针从人类探针改为病毒探针，这个试剂盒和方案就可以用于病毒学。因此，我们制作了这个埃博拉小组，以便与这些组织合作使用，但没有Illumina“埃博拉RNA访问工具包”
他总结道：“我们喜欢从事特殊项目，并与世界知名组织合作，不仅推进我们自己的研究，而且改善公共健康。毕竟，我们的目标是让科学家能够开展最终改善人类健康的研究。”
MiSeq®系统和TruSeq®RNA访问试剂盒仅供研究使用。不是为了诊断程序。
