Seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, metode diagnostik dalam mikrobiologi klinis terus berinovasi. Di antara semuanya, teknologi sequencing metagenomik klinis generasi berikutnya (mNGS) dianggap sebagai inovasi revolusioner, terutama ketika menghadapi patogen yang tidak diketahui, potensinya tidak terbatas. mNGS memungkinkan tenaga medis untuk mengidentifikasi patogen dari sampel klinis dengan cepat dan akurat tanpa pengetahuan sebelumnya tentang patogen tertentu, yang sangat penting untuk diagnosis dan pengobatan di tempat perawatan.
mNGS tidak hanya dapat mengidentifikasi bakteri patogen, jamur, parasit, dll., tetapi juga menganalisis virus potensial, sehingga sangat meningkatkan akurasi diagnostik penyakit menular.
Proses operasi mNGS biasanya mencakup pengumpulan sampel, ekstraksi RNA/DNA, persiapan pustaka, sequencing throughput tinggi, dan analisis data bioinformatika. Kualitas sampel secara langsung memengaruhi akurasi hasil. Darah dan cairan serebrospinal adalah sampel yang relatif bersih, sementara tinja dan urin mungkin mengandung sejumlah besar mikroorganisme yang ada.
Pengumpulan sampel adalah langkah pertama dalam mNGS, yang perlu dilakukan dalam kondisi steril untuk menghindari kontaminasi sampel. DNA dan RNA genomik kemudian diekstraksi dari sampel menggunakan kit ekstraksi untuk analisis hilir. Kit ekstraksi umum meliputi kit RNeasy PowerSoil Total RNA dari Qiagen, dll.
Karena adanya gangguan latar belakang, pengoptimalan selama penyiapan pustaka sangat penting. Beberapa teknik seperti seleksi negatif dan pengayaan positif digunakan untuk meningkatkan kemungkinan deteksi sinyal patogen. Seleksi negatif mempertahankan asam nukleat patogen dengan menghilangkan latar belakang dari genom inang dan mikroba, sementara pengayaan positif berfokus pada peningkatan deteksi sinyal patogen.
Pilihan sekuensing berthroughput tinggi bergantung pada tujuan penelitian, pengalaman, dan tingkat keterampilan masing-masing laboratorium. Saat ini, sistem Illumina MiSeq merupakan platform yang paling banyak digunakan dan terbukti.
Salah satu penerapan utama mNGS dalam diagnosis penyakit menular adalah kemampuannya untuk melakukan deteksi tertarget dan tidak tertarget. Pengujian tertarget sering kali lebih sensitif terhadap deteksi mikroorganisme yang diketahui, sedangkan pengujian tidak tertarget dapat menganalisis sampel secara komprehensif dalam genom secara menyeluruh.
Untuk penyakit menular yang sulit didiagnosis, seperti pneumonia yang penyebabnya tidak dapat ditentukan secara tepat, mNGS menyediakan solusi yang hemat biaya, yang sangat penting selama epidemi seperti COVID-19.
Banyak penelitian telah mengonfirmasi penerapan mNGS pada penyakit akut seperti meningitis, mielitis, dan sepsis. MNGS tidak hanya dapat memberikan identifikasi patogen yang akurat, tetapi juga membantu memantau epidemi rumah sakit. Namun, penerapan klinis mNGS masih menghadapi beberapa tantangan, termasuk masalah seperti utilitas klinis, keandalan laboratorium, dan biaya.
Saat ini, sebagian besar hasil mNGS disajikan sebagai laporan kasus, yang menghambat popularisasinya dalam mikrobiologi klinis. Diagnosis yang nyata dan efektif masih memerlukan penelitian dan praktik lebih lanjut untuk membuktikannya.
Dalam menghadapi potensi penyakit epidemi, pengembangan teknologi mNGS akan semakin meningkatkan kemampuan respons kesehatan masyarakat. Seiring kemajuan teknologi, aplikasinya diharapkan meningkat di berbagai bidang seperti pemantauan patogen, penelitian resistensi antibiotik, dan analisis mikrobioma, yang pada akhirnya mendorong kemajuan pengobatan modern.
Akankah kita melihat mNGS menjadi alat deteksi rutin untuk diagnosis klinis dalam waktu dekat dan menghilangkan lebih banyak patogen yang tidak diketahui?