結核病是由結核分枝桿菌（M.tb)引起的，而艾滋病則是由人類免疫缺陷病毒（HIV）引起。一個是細菌，是病毒，它們卻能"狼狽為奸"，給患者帶來雙重打擊。

據世界衛生組織（WHO）最新的數據顯示，2022年，結核病導致130萬人死亡，其中16.7萬是HIV感染者。HIV感染會使感染者患結核病的風險增加20倍，同樣，結核分枝桿菌感染也會加劇艾滋病患者的癥狀1。

隨著時間的推移，結核病和艾滋病患者可能面臨病原體耐藥性增加的風險。WHO將抗病原微生物藥物耐藥列為全球十大公共衛生威脅之一。為了應對這一挑戰，基于大規模平行測序技術（MPS）的靶向測序技術被證明在微生物溯源和耐藥基因的發現方面優勢突出，與傳統分子檢測方法相比，兼顧檢測特異性和敏感性的同時，能提供更全面的變異信息。

華大智造ATOPlex多重PCR建庫平臺以超高重PCR技術為核心，能夠同時對多個目標區域進行靶向擴增，panel可定制，對投入DNA完整性要求低，擴增可在一管中進行且具有防污染體系，搭配華大智造測序儀和自動化平臺可實現高質量靶向測序。

在公共衛生領域，基于ATOPlex多重PCR建庫平臺，華大智造已推出針對新冠、甲流乙流、猴痘、登革熱等多種傳染性疾病的即用型全流程測序組合產品。近期，華大智造新推出了針對HIV病毒和結核分枝桿菌的兩款靶向擴增測序組合產品，全面涵蓋HIV病毒和結核分枝桿菌及其耐藥基因檢測的建庫-測序-分析全流程。

ATOPlex技術特點

HIV-1耐藥測序組合產品

• 產品介紹

華大智造基于DNBSEQ-G99、DNBSEQ-E25和MGISEQ-200測序平臺，現正式推出HIV-1耐藥測序組合產品，用基因科技賦能艾滋病防 控。該組合產品基于ATOPlex文庫制備試劑，搭配自主研發的自動化樣本制備系統和分析軟件，覆蓋建庫，測序及報告產出全流程，可對樣本中的HIV-1病毒進行快速、精準的耐藥檢測和分型。

• 產品亮點

支持低頻耐藥位點檢測

基于深度測序，能夠檢出Sanger測序無法檢出的頻率低于20%的耐藥位點。

自動化程度高

搭配自動化文庫制備系統MGISP-100、MGISP-960及HIV-GenomePro生信分析平臺，可實現自動化建庫和數據分析，省時省力。

分析功能豐富

HIV-GenomePro軟件具有病毒分型、基因組裝、變異檢測和進化溯源分析等功能，可實現耐藥位點的精準預測和注釋，還可合并多樣本組裝序列進行HIV-trace分析，獲得分子網絡圖。

HIV-1耐藥測序組合產品全流程

• 實測數據

以從血漿和培養毒株中提取的RNA為樣本進行文庫制備，基于DNBSEQ-G99ARS平臺進行測序與分析，并與Sanger測序結果進行對比。

• 與Sanger測序結果一致性高

利用HIV-1耐藥測序組合產品得到的測序結果與Sanger測序方案所得的序列一致性＞98%，分型結果基本一致。

• 可檢測低頻突變

HIV-1耐藥測序組合產品能檢出Sanger測序方案無法檢出的低頻突變（紅色標記的耐藥位點），括號內為突變頻率。

以從培養毒株中提取的RNA為樣本（參考耐藥位點: Y115F, M184V, K219E, K103N, E138G, V179E），進行濃度梯度稀釋后，分別進行文庫制備、測序與分析，當反應中的病毒拷貝數為7.67E+02的時候，所有參考耐藥位點均能被準確檢出。因此最低檢測限可低至102cps/rxn。各個突變位點的突變頻率在不同濃度梯度中也均極為接近，表明具有優異的重復性。

• 分析功能豐富

HIV-GenomePro分析軟件具有豐富的功能，如基因組裝、耐藥位點注釋、進化溯源分析等。

基因深度覆蓋圖，“深度覆蓋圖”展示了每個染色體/基因組片段的reads深度覆蓋情況，X軸為染色體/基因組片段的堿基坐標，Y軸為reads深度的lg轉換值。

耐藥分析結果

進化溯源分析圖

ATOPlex結核分枝桿菌擴增測序組合產品

• 產品介紹

基于ATOPlex多重PCR技術，華大智造推出ATOPlex MTB建庫試劑盒，結合DNBSEQ測序平臺，可對結核分枝桿菌的耐藥和鑒定區域進行快速、精準的靶向測序。同時MTB-Explorer軟件可對結核分枝桿菌復合群（MTBC）和分枝桿菌進行分型、變異檢測、耐藥預測、進化溯源等自動分析，并生成報告。此組合產品覆蓋建庫、測序到報告產出全流程，可全面助力公共衛生防控。

• 產品亮點

樣本無需培養

此組合產品支持痰液、灌洗液等混合樣本輸入，無需進行微生物培養。

建庫操作簡便

基于ATOPlex多重PCR建庫平臺，僅需單管內2步擴增即可實現靶區域擴增建庫。

軟件分析功能全

參考WHO發布的《結核耐藥相關變異目錄》注釋變異，全面覆蓋一、二級耐藥相關變異超1200個；涵蓋目錄收錄的15種一線、二線抗結核藥物耐藥基因信息；52個基因或基因片段的變異信息；支持結核分枝桿菌復合群（MTBC）鑒定，spoligotype分型鑒定；174種分枝桿菌鑒定、進化溯源分析。

全流程速度快

搭配DNBSEQ-G99ARS測序儀，從核酸到報告全流程最快24h完成；適配DNBSEQ-E25測序儀，從核酸到報告全流程最快30h完成。

ATOPlex結核分枝桿菌擴增測序組合產品全流程

• MTB-Explorer軟件報告頁面展示

MTB-Explorer分析軟件能夠對同一批次分析的所有樣本生成匯總報告，點擊對應鏈接可打開單個樣本報告；基本信息頁面展示樣本的分枝桿菌鑒定結果，分枝桿菌感染類型，樣本中分枝桿菌的豐度比例（MTB reads/NTM reads %），彩色總覽圖能夠直觀的展示出樣本中所檢出的15種藥物對應的耐藥變異位點的個數。

耐藥報告結果總覽

*備注：標題表示該樣本的名稱和譜系，彩色外圈表示WHO收錄的與抗結核藥耐藥相關的變異數目，灰色內圈表示該樣本所檢測到的對應的耐藥基因變異數目。

突變檢測報告頁面展示樣本中檢測到的所有突變數目，耐藥相關突變數目（收錄于WHO耐藥變異目錄的一、二級變異）；不確定顯著性突變和耐藥不相關突變的檢測數目（收錄于WHO耐藥變異目錄的三、四和五級變異）；其他突變的檢測數目（未被WHO目錄收錄的變異），報告表格還展示每個變異位點的突變頻率、突變堿基測序深度、耐藥置信水平注釋；IGV圖為每個變異在基因組上對應位置的突變堿基測序深度情況提供可視化窗口。

IGV圖

MTB-Explorer軟件匯總報告能夠為同一批次分析的所有樣本自動構建進化樹和SNP距離分析熱圖。

進化樹分析圖

SNP距離分析熱圖

結語

華大智造HIV-1耐藥測序組合產品及ATOPlex結核分枝桿菌擴增測序組合產品，數據產出質量優異，軟件功能強大，能夠為病原體的變異監測和耐藥分析提供強大的工具支撐。

在公共衛生領域，華大智造已形成病原微生物宏基因組測序、靶向測序、全基因組測序等應用場景的全流程產品組合。未來，秉承著“創新智造引領生命科技”的理念，華大智造將持續創新，為病原微生物的鑒定、耐藥和溯源分析提供更自動、更便捷、更高效的自主核心工具，為公共衛生防控事業添磚加瓦。

參考文獻1.Azevedo-Pereira J M, Pires D, Calado M, et al. HIV/Mtb co-infection: from the amplification of disease pathogenesis to an “emerging syndemic”[J]. Microorganisms, 2023, 11(4): 853.

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