Con il rapido sviluppo della tecnologia, il sequenziamento del metagenoma clinico di prossima generazione (MNGS) è diventato un potente strumento per diagnosticare le malattie infettive. Questa tecnica consente un'analisi completa del materiale genetico da microrganismi e ospiti da campioni clinici senza conoscere un patogeno specifico. Tuttavia, come garantire l'accuratezza di questa tecnologia durante il processo di campionamento rimane una sfida importante.
I tradizionali metodi di rilevamento dei patogeni sono spesso disturbati dall'elaborazione del campione e dal rumore di fondo e gli MNG possono rilevare più agenti patogeni contemporaneamente, il che è il suo più grande vantaggio.
L'accuratezza degli MNG dipende prima dalla corretta raccolta del campione. In generale, sangue, liquido cerebrospinale, urina e tamponi rinofaringei sono i campioni più comunemente usati. Questi campioni devono essere raccolti con cautela, specialmente quando si eseguono procedure traumatiche come la puntura lombare, la contaminazione incrociata. La pulizia del campione influisce direttamente sull'accuratezza del sequenziamento successivo, quindi il campionamento deve essere eseguito in un ambiente sterile.
Durante il processo di estrazione, è anche fondamentale scegliere il giusto kit di estrazione. Ad esempio, la selezione di uno specifico metodo di estrazione dell'RNA o del DNA per campioni con elevato rumore ambientale può migliorare la specificità e la convenienza del rilevamento dei patogeni. Il processo di estrazione richiede di garantire che l'RNA/DNA del patogeno nel campione possa essere effettivamente estratto e che l'impatto del rumore di fondo debba essere ridotto al minimo.
L'uso di metodi di arricchimento mirati, come la selezione negativa o l'arricchimento positivo, può migliorare il tasso di rilevamento dei segnali patogeni nel campione.
Durante la fase di sequenziamento, la scelta della piattaforma di sequenziamento giusta è anche cruciale per l'accuratezza dei risultati. In generale, il sistema Illumina Miseq è la piattaforma preferita per diffusa nella ricerca sulle malattie infettive e funziona rapidamente e ha un forte supporto della comunità. Con il miglioramento della tecnologia, altre piattaforme come Minion stanno gradualmente diventando potenziali opzioni, in particolare per i piccoli laboratori con risorse limitate.
L'analisi dei dati di sequenziamento richiede anche la conoscenza della bioinformatica professionale, che include la pulizia dei dati, il taglio e la deduplicazione per migliorare l'accuratezza dei risultati. La rimozione delle letture dal genoma ospite per ridurre il rumore di fondo è un passaggio fondamentale in questo processo. Inoltre, i risultati dell'analisi devono essere confrontati con il database pubblico per identificare l'ambito organizzativo, che garantisce l'affidabilità dei risultati successivi.
Al momento, l'attuazione di MNGS deve affrontare molte sfide cliniche, come la praticità clinica, l'efficacia di laboratorio e i costi. Pertanto, il miglioramento continuo di questi processi e tecnologie è una parte importante per garantire l'accuratezza del rilevamento di MNGS. Il monitoraggio mirato e la creazione di standard di riferimento possono promuovere la loro applicazione efficace in campo medico.
La combinazione di test microbici tradizionali e tecnologia MNGS può migliorare la sensibilità e l'accuratezza della diagnosi, soprattutto quando si monitorano le infezioni complesse.
Il futuro sviluppo di mng non solo dipende dal progresso tecnologico, ma richiede anche un'ampia accettazione e una verifica clinica da parte della comunità medica. Man mano che l'ambito dell'applicazione si espande, più casi dimostrano il loro valore nella diagnosi di malattie infettive. Siamo pronti per i cambiamenti rivoluzionari causati da questa tecnologia?