通過NGS或者質(zhì)譜平臺拿到序列后,面臨的一個重要問題就是:選擇什么數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對才能得到較好的分類鑒定結(jié)果呢?數(shù)據(jù)庫中圖譜的質(zhì)量、數(shù)量都將直接影響鑒定的成功率與準(zhǔn)確率。如原核的16S rDNA序列,真核的18S rDNA序列、ITS(ribosomalinternal transcribed spacer)序列等。
有兩個關(guān)于人體微生物組的奠基性研究,一個是人類腸道宏基因組計(jì)劃 MetaHIT,由歐盟發(fā)起,8個國家14個研究機(jī)構(gòu)參與。華大基因承擔(dān)了其中關(guān)鍵的測序與分析工作,從2008年1月1日到2012年6月30日,構(gòu)建了第一個腸道微生物基因集,包含330萬個基因,氮吹儀是近年來腸道微生物研究的里程碑。另一個是由美國國家衛(wèi)生院發(fā)起的人類微生物組計(jì)劃。從2008年到2013年,采集了人體各個部位共超過5000份樣本進(jìn)行了測序和深入的分析,繪制了人體相關(guān)的微生物圖譜,并破解了3000種微生物前基因組,初步建立了人體共生微生物參考數(shù)據(jù)庫。
其實(shí)針對每一類生物的主要marker序列都有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫以方便比對鑒定。如 RDP數(shù)據(jù)庫(RibosomalDatabase Project)、SILVA數(shù)據(jù)庫(一個包含細(xì)菌、古菌、真核rRNA基因序列的綜合數(shù)據(jù)庫)、Greengenes(針對細(xì)菌、古菌16S rRNA基因)數(shù)據(jù)庫、 PR2(ProtistRibosomal Referencedatabase)數(shù)據(jù)庫(針對真核微生物18SrRNA基因)等等。 目前國內(nèi)僅梅里埃和BD兩家外企,及北京毅新博創(chuàng)的微生物質(zhì)譜獲得CFDA認(rèn)可。雖然外企大范圍市場推廣時間較短(約2-3年),市場總裝機(jī)量不超過400臺,但是根據(jù)2016年檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)網(wǎng)的數(shù)據(jù),2015年在細(xì)菌鑒定和藥敏檢測中,梅里埃的質(zhì)譜儀已達(dá)到了2%的市占率,增長迅速氮吹儀。總體來看占據(jù)主導(dǎo)地位的還是梅里埃和西門子的傳統(tǒng)檢測系統(tǒng),目前合并統(tǒng)計(jì)后生物梅里埃在細(xì)菌鑒定和藥敏檢測中市占率高達(dá)61.1%,西門子緊隨其后為26.7%。
質(zhì)譜技術(shù)在臨床微生物菌種鑒定領(lǐng)域的應(yīng)用,除了技術(shù)本身,更重要的是依賴于質(zhì)譜菌種鑒定數(shù)據(jù)庫。因此,數(shù)據(jù)庫中圖譜的質(zhì)量、數(shù)量都將直接影響鑒定的成功率與準(zhǔn)確率。由于病原微生物分布流行情況不同,實(shí)驗(yàn)室在原有數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上可補(bǔ)充建立本地病原微生物的質(zhì)譜指紋圖譜庫,提高鑒定成功率。
目前梅里埃和BD的產(chǎn)品均可以鑒定2000多種微生物,安圖生物在微生物檢測領(lǐng)域積累20多年,已開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的中國本土化微生物菌株數(shù)據(jù)庫,可鑒定超過1500種微生物。
反觀NGS在微生物領(lǐng)域額應(yīng)用,目前全球還沒有相關(guān)領(lǐng)域的注冊試劑獲批。國外是通過LDT的方式開展。國內(nèi)目前處在方法學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)品驗(yàn)證階段。由中檢院負(fù)責(zé),華大基因、博奧生物、達(dá)瑞生物和賽哲生物四家公司是第一批參與標(biāo)準(zhǔn)品驗(yàn)證的行業(yè)玩家。其中華大基因用自己的BGISEQ測序平臺,博奧生物、達(dá)瑞生物兩家用Thermo Fisher的NGS平臺,賽哲生物用的是Illumina平臺。
所謂標(biāo)準(zhǔn)品是行業(yè)對NGS方法學(xué),即測序平臺的驗(yàn)證。由中檢院“出題”,構(gòu)建一個由1000多種基因組成的樣品“黑箱”,四家受試者在各自的平臺上分析。檢測準(zhǔn)確度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的,就把這種檢測平臺作為方法學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)品,后續(xù)可以在這個平臺上開發(fā)產(chǎn)品。毫無疑問,通過率先通過標(biāo)準(zhǔn)品驗(yàn)證的公司會在行業(yè)建立先發(fā)優(yōu)勢。
由于病原微生物分布流行情況不同,這些公開數(shù)據(jù)庫不能完全滿足臨床檢測需求。實(shí)驗(yàn)室在原有數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上需補(bǔ)充建立本地病原微生物的質(zhì)譜指紋圖譜庫,提高鑒定成功率。
2016年初,之江生物(834839.OC)發(fā)布公告稱出資 50 億韓元,約合 2,750 萬元人民幣,認(rèn)購韓國 ChunLab公司390,625 股新增股份,增資后之江生物持有后者 12.93%的股權(quán)。ChunLab公司擁有一個龐大的、非公開的微生物數(shù)據(jù)庫。我們預(yù)測之江生物的這個布局意味著即將會在微生物檢測領(lǐng)域有所作為,也為未來業(yè)績增長創(chuàng)造了很好的先發(fā)優(yōu)勢。