首页>新闻动态>自动化电泳技术在病原体检测中的应用

自动化电泳技术在病原体检测中的应用


传染病由包括细菌、病毒、真菌和寄生虫在内的许多不同的生物体引起,它们可穿透身体的天然屏障导致一系列症状。有些传染病可在人与人间传播,其他传染病则通过昆虫或动物传播。细菌和寄生虫之类的病原体可通过进食受污染的食物或水传播。有时,由于对抗生素和治疗产生耐药性或出现新变种,传染病可能成为全球威胁,需要在全球范围内进行监测和应对。疫情,特别是动物养殖业和渔业中的疫情,可能导致大量的死亡,对企业造成毁灭性经济损失。持续的微生物疾病研究对于传染病预防、检测、控制传播和治疗十分必要。

自动化电泳技术是分析细菌、真菌和病毒核酸的强大工具。安捷伦片段分析仪、 Agilent TapeStation 和安捷伦生物分析仪系统提供了一种快速有效的样品质量控制方法,可作为基因组分析应用,如二代测序 (NGS) 或新方法开发工作流程的一部分。此外,它们还可以为各种片段分析应用提供可靠的分子量测定,实现目标生物标志物的直接识别。生物分析仪、片段分析仪和 TapeStation 是 RNA 分析最常用的仪器。


本文列举了安捷伦片段分析仪在病原体检测中的应用案例:


人类 RNA 病毒


A deletion in SARS-CoV-2 ORF7 identified in COVID-19 outbreak in Uruguay

Transbound. Emerg. Dis., 2021, 10, 1-8
Y. Panzera, N. Ramos, S. Frabasile, L. Calleros, A. Marandino, G. Tomás, C. Techera, S. Grecco, E. Fuques, N. Goñi, V. Ramas,L. Coppola, H. Chiparelli, C. Sorhouet, C. Mogdasy, J. Arbiza, A. Delfraro, R. Pérez


在乌拉圭 COVID-19 疫情中

发现的 SARS-CoV-2 ORF7 缺失


科学家已仔细跟踪 SARS-CoV-2 病毒的遗传多样性,以便深入了解该病毒如何出现,以及后续会如何进化。追踪病毒的遗传演化使科学家能够识别出毒性更强或更致命的毒株。迄今为止, SARS CoV-2 中最常见的遗传变异是单基因突变或点突变。此外还发现了插入缺失,尽管其频率较低,但提供了关于病毒功能稳定性的信息。乌拉圭的科学家分析了 14 名感染患者,并在 ORF7a 附属基因中检测到 12 个核苷酸的缺失。在 5200 片段分析仪上对测序文库的质量和长度进行了评估。此外, Sanger 测序后使用安捷伦 5200 片段分析仪通过检测缺失的和野生型扩增子之间的长度差异,也证实了缺失。

扩增子毛细管电泳分析。Mdeo-1 参考序列(MT466071,左)和 ∆12 变体(右)的信号峰


人类 DNA 病毒


HPV insertional pattern as a personalized tumor marker for the optimized tumor diagnosis and follow-up of patients with HPV-associated carcinomas: a case report

HPV BMC Cancer 2019, 19(277)
Alexandre Harlé, Julie Guillet, Jacques Thomas, Jessica Demange, Gilles Dolivet, Didier Peiffert, Agnès Leroux,Xavier Sastre-Garau


病例报告:HPV 插入模式作为个体化肿瘤标志物用于优化 HPV 相关癌症患者的肿瘤诊断和随访


人乳头瘤病毒 (HPV) 的特定基因型与肛门生殖器、头颈部的多种癌症相关。已有研究建议将是否存在 HPV 作为宫颈癌、头颈部癌的预后指标。HPV 标志物开发的缺乏限制了 HPV DNA 序列的分子表征。基于捕获的二代测序 (NGS) (CaptHPV) 测定旨在提供 HPV DNA 序列的全面分子表征,包括鉴定标本中 245 种不同 HPV 基因型的物理状态、病毒载量、插入位点以及存在的基因组改变。出于研究目的,使用 HPV16、 HPV18 特异性引物和 GP5/GP6 共有序列引物,对舌和肛门两处的肿瘤进行了 CaptHPV 分析。随后使用片段分析仪系统进行片段分析,在两个肿瘤标本中检测到 HPV16 DNA 序列。进一步的 CaptHPV 分析在两个肿瘤中发现了相同的 HPV16 DNA 序列和整合模式。HPV 序列和整合模式的 CaptHPV 分析可以帮助确定肿瘤的独立性或转移。

使用片段分析仪得到的 PCR 迁移特征。在舌侧肿瘤和肛门肿瘤中均发现了 HPV16 扩增,(a) 舌侧肿瘤、肛门肿瘤 (b) 和阳性对照 (c) 的相对荧光强度单位 (RFU) 分别为 3411,2298 和 1740,仅在肛门癌相对荧光检测中发现 HPV 共有序列扩增,肛门癌 (d) 和阳性对照 (e) 的 RFU 分别为 901 和 1654。LM :下位内标;UM :上位内标。


人类和动物革兰氏阴性


Pseudomonas aeruginosa cleaves the decoding center of Caenorhabditis elegans ribosomes.

PLOS Biol., 2020, 18(12): e3000969
Alejandro Vasquez-Rifo, Emiliano P. Ricci, Victor Ambros


铜绿假单胞菌切割

秀丽隐杆线虫核糖体的解码中心


铜绿假单胞菌是一种变形杆菌,可感染包括人类在内的多种动物宿主。秀丽隐杆线虫和铜绿假单胞菌菌株  PA14 之间的相互作用是一种经过充分研究的模型宿主-病原体相互作用。细菌利用秀丽隐杆线虫宿主的其中一种方式是通过外毒素 A 蛋白的抑制翻译,但可能涉及多个通路。本文使用 5300 片段分析仪系统和标准灵敏度 RNA 试剂盒研究了铜绿假单胞菌菌株 PA14 对秀丽隐杆线虫核糖体的影响。片段分析仪电泳图显示,在发生铜绿假单胞菌 PA14 暴露后,秀丽隐杆线虫总 RNA 在 1100 和 2300 nt 处显示出两个额外的峰,在饲喂大肠杆菌 HB101 的线虫中未观察到此现象。这些峰经测序鉴定为 26S rRNA 的片段,在高度保守的  H69 环中切割。片段分析仪还用于监测两个 26S 片段相对于总 26S rRNA 库的积累。暴露 24 小时后,平均 25% 的线虫 26S rRNA 为切割的片段。此外,片段分析仪用于确定应激条件或其他细菌是否诱导秀丽隐杆线虫中 26S rRNA 的切割。尚无其他应激源或细菌诱导的 rRNA 切割。

铜绿假单胞菌 PA14 对秀丽隐杆线虫 rRNA 的影响。(A) 暴露于铜绿假单胞菌 24 h 的成虫的总 RNA 谱。PA14 (右图)或大肠杆菌 HB101(左图)。星号表示 PA14 暴露时出现的 2 个丰度最高的条带。“M” 表示电泳分离系统中使用的 Marker 。