ఒక జన్యు పరీక్ష దాదాపు ఏదైనా ఇన్ఫెక్షన్‌ని నిర్ధారించగలదు

మెనింజైటిస్ మరియు ఎన్సెఫాలిటిస్ వంటి వ్యాధులకు కారణమయ్యే న్యూరోలాజికల్ ఇన్ఫెక్షన్ల సంరక్షణను విస్తృతంగా మెరుగుపరిచే సామర్థ్యాన్ని ఈ పరీక్ష కలిగి ఉంది, అలాగే కొత్త వైరల్ పాండమిక్ బెదిరింపులను వేగవంతం చేస్తుంది. ఇది మెటాజెనోమిక్ నెక్స్ట్-జనరేషన్ సీక్వెన్సింగ్ (mNGS) అని పిలువబడే శక్తివంతమైన జెనోమిక్ సీక్వెన్సింగ్ టెక్నిక్‌ని ఉపయోగిస్తుంది.

ఒక సమయంలో ఒక రకమైన వ్యాధికారక కోసం వెతకడానికి బదులుగా, mNGS ఒక నమూనాలో ఉన్న అన్ని న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు, RNA మరియు DNAలను విశ్లేషిస్తుంది.

“మా సాంకేతికత మోసపూరితంగా సులభం,” చార్లెస్ చియు, MD, PhD, UCSF వద్ద ప్రయోగశాల ఔషధం మరియు అంటు వ్యాధుల ప్రొఫెసర్ మరియు అధ్యయనం యొక్క సీనియర్ రచయిత అన్నారు. “ఒకే పరీక్షతో బహుళ పరీక్షలను భర్తీ చేయడం ద్వారా, మేము ఇన్ఫెక్షన్‌లను నిర్ధారించడం మరియు చికిత్స చేయడం నుండి సుదీర్ఘమైన అంచనాలను తీసుకోవచ్చు.”

మెదడు మరియు వెన్నుపామును స్నానం చేసే సహజమైన ద్రవమైన సెరెబ్రోస్పానియల్ ఫ్లూయిడ్ (CSF)ని విశ్లేషించడానికి పరిశోధకులు మొదట క్లినికల్ mNGS పరీక్షను అభివృద్ధి చేశారు.

UCSF మరియు దేశవ్యాప్తంగా ఉన్న ఇతర ఆసుపత్రులలో వివరించలేని నాడీ సంబంధిత లక్షణాలతో వేలాది మంది రోగులపై ఇప్పుడు పరీక్ష నిర్వహించబడింది.

నవంబర్ 12లో కనిపించే పేపర్‌లో ప్రకృతి వైద్యంmNGS పరీక్ష 86% న్యూరోలాజికల్ ఇన్ఫెక్షన్‌లను సరిగ్గా గుర్తించిందని బృందం ప్రదర్శించింది.

లో అదే రోజు ప్రచురించబడిన సహచర అధ్యయనంలో నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్న్యుమోనియాకు కారణమయ్యే శ్వాసకోశ ద్రవంలో వ్యాధికారక క్రిములను గుర్తించడానికి కూడా బృందం mNGSని ఉపయోగించింది మరియు ఫలితాలను వేగంగా పొందడానికి ఆటోమేట్ చేసింది.

స్వయంచాలక పరీక్ష COVID-19 వంటి శ్వాసకోశ మహమ్మారికి కారణమయ్యే నవల వైరల్ వ్యాధికారకాలను గుర్తించగలదని వారు భావిస్తున్నారు.

అరుదైన, ఇన్ఫెక్షియస్ న్యూరోలాజికల్ వ్యాధిని నిర్ధారించడంలో పురోగతి

నాడీ సంబంధిత వ్యాధులను నిర్ధారించడం చాలా కష్టం, ప్రత్యేకించి కారణం అరుదైన లేదా మునుపు తెలియని వ్యాధికారకమైనప్పుడు. అనేక సందర్భాల్లో, రోగనిర్ధారణ లేకుండా ప్రతి రోజు రోగి యొక్క పరిస్థితిని మరింత దిగజార్చడం అని అర్థం.

2010ల ప్రారంభంలో, చియు, UCSF సహచరులు జో డెరిసి, PhD మరియు మైఖేల్ విల్సన్, MD, న్యూరోలాజిక్ ఇన్‌ఫెక్షన్‌లకు కారణమయ్యే సంభావ్య వ్యాధికారక క్రిములకు CSFని పరీక్షించడానికి ఒక నవల మెటాజెనోమిక్ సీక్వెన్సింగ్ పద్ధతిని అభివృద్ధి చేశారు.

CSFలోని అన్ని జన్యు పదార్ధాలను క్రమం చేయడం ద్వారా పరీక్ష పనిచేస్తుంది, ఆపై బ్యాక్టీరియా, వైరస్లు, శిలీంధ్రాలు లేదా పరాన్నజీవుల నుండి ఉద్భవించే మానవ శ్రేణులను వేరు చేయడానికి గణన విశ్లేషణ పైప్‌లైన్‌ను అమలు చేస్తుంది.

2014లో, విస్కాన్సిన్‌లోని వైద్యులు గుర్తించబడని ఇన్‌ఫెక్షన్‌తో ఇంటెన్సివ్ కేర్ యూనిట్‌లో తీవ్ర అనారోగ్యంతో ఉన్న ఒక యువకుడికి చికిత్స చేయడంలో ఈ బృందం సాంకేతికతను ఉపయోగించింది.

అతనిలో ఏమి తప్పు ఉందో తెలుసుకోవడానికి సుదీర్ఘమైన పరీక్షలు విఫలమయ్యాయి, అయితే UCSF యొక్క పరీక్షలో బాలుడికి లెప్టోస్పిరోసిస్ ఉందని, ఇది పెన్సిలిన్‌తో చికిత్స చేయగలదని వెల్లడించడానికి కేవలం 48 గంటలు పట్టింది. అతని వైద్యులు అతనికి అందించారు, మరియు అతను పూర్తిగా కోలుకున్నాడు.

MNGS పరీక్ష త్వరలో UCSFలో నిత్యకృత్యంగా మారింది, ఆసుపత్రులు మరియు క్లినిక్‌లు దేశవ్యాప్తంగా ఉన్న నమూనాలను UCSF క్లినికల్ మైక్రోబయాలజీ లాబొరేటరీ ద్వారా ప్రాసెస్ చేయడానికి పంపుతున్నాయి, దీనికి చియు డైరెక్టర్‌గా ఉన్నారు.

2016 మరియు 2023 మధ్య, UCSF బృందం దాదాపు 5,000 CSF నమూనాలను పరీక్షతో విశ్లేషించింది, వాటిలో 14.4% ఇన్ఫెక్షన్ ఉన్నట్లు తేలింది. ఆ నమూనాలలో, పరీక్ష 86% సమయం వ్యాధికారకాన్ని ఖచ్చితంగా గుర్తించింది.

“మా mNGS పరీక్ష న్యూరోలాజిక్ ఇన్‌ఫెక్షన్ల కోసం ఏ ఇతర కేటగిరీ పరీక్షల కంటే మెరుగ్గా పనిచేస్తుంది,” అని చియు చెప్పారు, “అంటు వ్యాధులతో బాధపడుతున్న రోగులకు పని చేసే వైద్యుల కోసం డయాగ్నొస్టిక్ ఆర్మామెంటరియంలో కీలకమైన భాగంగా దాని ఉపయోగానికి ఫలితాలు మద్దతు ఇస్తున్నాయి.”

ఈ సాంకేతికతకు ప్రాప్యతను పెంచడానికి, చియు, డెరిసి, విల్సన్ మరియు ఇతరులు డెల్వ్ బయోని కనుగొనడంలో సహాయం చేసారు, ఇది ఇప్పుడు UCSFలో అభివృద్ధి చేయబడిన mNGS CSF పరీక్ష యొక్క ప్రత్యేక ప్రదాత.

“ఈ పరిశోధనలు CNS ఇన్ఫెక్షన్‌ల కోసం క్లినికల్ వర్క్‌అప్‌లో mNGSతో సహా ప్రధాన సాధనంగా మద్దతు ఇస్తున్నాయి” అని డెల్వ్ బయో యొక్క చీఫ్ మెడికల్ ఆఫీసర్ MD, PhD స్టీవ్ మిల్లెర్ అన్నారు. “mNGS వ్యాధికారక గుర్తింపు కోసం ఏకైక అత్యంత నిష్పాక్షికమైన, పూర్తి మరియు ఖచ్చితమైన సాధనాన్ని అందిస్తుంది. ఇన్ఫెక్షన్‌ను త్వరగా నిర్ధారించే దాని సామర్థ్యానికి ధన్యవాదాలు, మెనింజైటిస్ మరియు మెదడువాపు ఉన్న రోగులకు నిర్వహణ నిర్ణయాలు మరియు చికిత్సకు మార్గనిర్దేశం చేయడంలో mNGS సహాయపడుతుంది, ఇది ఆరోగ్య సంరక్షణ ఖర్చులను సమర్థవంతంగా తగ్గిస్తుంది.”

తదుపరి మహమ్మారి కోసం సిద్ధమవుతోంది

ఇది మహమ్మారి కోసం ముందస్తు-హెచ్చరిక వ్యవస్థగా పని చేయాలనుకుంటే, mNGS పరీక్ష వేగంగా ఉండాలి. చియు మరియు అతని సహచరులు దానిని శ్వాసకోశ ద్రవంతో పని చేసేలా మార్చారు మరియు దానిని ఎలా ఆటోమేట్ చేయాలో కనుగొన్నారు.

CSF పరీక్ష 100 కంటే ఎక్కువ వేర్వేరు దశలను కలిగి ఉంటుంది మరియు ప్రాసెస్ చేయడానికి 2 నుండి 7 రోజులు పట్టవచ్చు, రోబోట్‌లు మరియు అల్గారిథమ్‌లు స్వాధీనం చేసుకునే ముందు శ్వాసకోశ పరీక్షకు కేవలం 30 నిమిషాల ప్రయోగాత్మక సమయం అవసరం.

“మొత్తం ప్రక్రియను 12 నుండి 24 గంటల్లో పూర్తి చేయడం, అదే రోజు లేదా మరుసటి రోజు ఫలితాన్ని అందించడం మా లక్ష్యం” అని చియు చెప్పారు.

లో నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్ అధ్యయనం ప్రకారం, ఒక నమూనాలో తక్కువ మొత్తంలో వైరస్ ఉన్నప్పటికీ, SARS-CoV-2, ఇన్‌ఫ్లుఎంజా A మరియు B మరియు RSVలతో సహా మహమ్మారి సంభావ్యత కలిగిన శ్వాసకోశ వైరస్‌లను ఒక రోజులోపు పరీక్ష ద్వారా గుర్తించవచ్చని పరిశోధకులు నిరూపించారు.

వారు విభిన్న వైరస్‌లను — లేదా కొత్తగా అభివృద్ధి చెందిన జాతులను — గుర్తించే సాంకేతికత యొక్క సామర్థ్యాన్ని కూడా రూపొందించారు మరియు భవిష్యత్తులో అవి ఉద్భవిస్తే, వాటన్నింటిని ఊహాత్మకంగా గుర్తించగలదని కనుగొన్నారు.

mNGS పరీక్ష యొక్క CSF మరియు శ్వాసకోశ సంస్కరణలు రెండూ US ఫుడ్ అండ్ డ్రగ్ అడ్మినిస్ట్రేషన్ (FDA) నుండి అద్భుతమైన పరికర హోదాను పొందాయి.

రచయితలు: కోసం ప్రకృతి వైద్యం పేపర్, ఇతర UCSF రచయితలు పాట్రిక్ బెనాయిట్, MD, నోహ్ బ్రేజర్, మైకేల్ డి లోరెంజి-టోగ్నాన్, MD, PhD, ఎమిలీ కెల్లీ, MD, MS, వెనిస్ సెర్వెల్లిటా, MS, మిరియం ఒసెగుయెరా, జెన్నీ న్గుయెన్, MD, MA, జాక్ టాంగ్, MHS , చార్లెస్ ఒమురా, జెస్సికా స్ట్రెయిథోర్స్ట్, PhD, మెలిస్సా హిల్‌బర్గ్, డేనియల్ ఇంగెబ్రిగ్ట్‌సెన్, MHS, కెల్సే జోర్న్, MHS మరియు మైఖేల్ R. విల్సన్, MD. రచయితలందరికీ, పేపర్‌ని చూడండి.

కోసం నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్ పేపర్, ఇతర UCSF రచయితలు జెస్సికా కరియెల్ టాన్, PhD, వెనిస్ సెర్వెల్లిటా, MS, డౌగ్ స్ట్రైక్, ఎమిలీ కెల్లీ, MD, MS, జెస్సికా స్ట్రైథోర్స్ట్, PhD, నానామి సుమిమోటో, అబియోడన్ ఫోర్‌సిథే, హీ జే హుహ్, జెన్నీ న్గుయెన్ మిగ్యెన్ మిగ్యెన్, ఎమ్‌డి , నోహ్ బ్రేజర్, జాక్ టాంగ్, MHS, డేనియల్ ఇంజెబ్రిగ్ట్‌సెన్, MHS, బెక్కీ ఫంగ్, హెలెన్ రేయెస్, మెలిస్సా హిల్‌బర్గ్, పీటర్ M. మౌరానీ, చార్లెస్ R. లాంగేలియర్, MD, PhD, మైకేల్ డి లోరెంజి-టోగ్నాన్, MD, PhD, మరియు పాట్రిక్ బెనాయిట్, MD. రచయితలందరికీ, పేపర్‌ని చూడండి.

నిధులు: ది ప్రకృతి వైద్యం BARDA EZ-BAA అవార్డు 75A50122C00022, US CDC గ్రాంట్లు 75D30122C15360 మరియు 75D30121C12641 మరియు చాన్ జుకర్‌బర్గ్ బయోహబ్ శాన్ ఫ్రాన్సిస్కో ద్వారా పేపర్‌కు కొంత మద్దతు లభించింది.

ది నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్ BARDA EZ-BAA 494 అవార్డు 75A50122C00022, US CDC గ్రాంట్స్ 75D30122C15360 మరియు 75D30121C12641, అబోట్ లాబొరేటరీస్ మరియు చాన్ జుకర్‌బర్గ్ బయోహబ్ సాన్‌ఫ్యాకో ద్వారా పేపర్‌కు కొంత భాగం మద్దతు లభించింది.

ప్రకటనలు: చియు డెల్వ్ బయో స్థాపకుడు మరియు దాని సైంటిఫిక్ అడ్వైజరీ బోర్డ్‌తో పాటు ఫ్లైట్‌పాత్ బయోసైన్సెస్, బయోమెమ్, మముత్ బయోసైన్సెస్, బయోమ్‌సెన్స్ మరియు గసగసాల ఆరోగ్యానికి చెందిన వారు. అతను US పేటెంట్ 509 11380421, “తదుపరి తరం సీక్వెన్సింగ్‌ని ఉపయోగించి వ్యాధికారక గుర్తింపు”పై ఆవిష్కర్త కూడా. విల్సన్ సహ వ్యవస్థాపకుడు మరియు డెల్వ్ బయో కోసం సైంటిఫిక్ అడ్వైజరీ బోర్డ్ మరియు బోర్డ్ ఆఫ్ డైరెక్టర్లలో పనిచేస్తున్నారు.