Высокопроизводительное секвенирование (NGS) — метод, который в зависимости от задачи позволяет многократно прочитать любую нуклеотидную последовательность в исследуемом образце. До недавнего времени основным ограничением этого исследования была его высокая стоимость, но с развитием технологий и инструментов оно становится все более доступным. В первую очередь метод получил широкое применение для диагностики и прогнозирования развития онкологических заболеваний, однако большое практическое значение приобретают и другие направления, в том числе метагеномные исследования.
В технологии NGS проводится секвенирование миллионов фрагментов ДНК, что позволяет выявлять любой генетический материал, который содержится в клиническом образце. В этом качестве могут быть использованы кровь, смывы со слизистых, жидкости организма (ликвор, выпот), кал и др. В результате такого исследования мы получаем информацию обо всем спектре присутствующего в образце генетического материала (вирусы, бактерии, грибы, простейшие), а также определяем их процентное соотношение между собой.
Диагностическая важность NGS-технологии заключается в том, что данным методом исследуют непосредственно полный геном организма (в отличие, например, от ПЦР, где определяется только конкретный участок генома), поэтому она не только позволяет выявлять наличие полного генетического материала в клиническом образце, но и определяет его качественные характеристики. Так, например, с помощью NGS можно установить полный спектр генов устойчивости к лекарственным препаратам, что существенно расширяет диагностические границы. В настоящее время методы обнаружения устойчивости к противомикробным и противогрибковым препаратам представляют собой, как правило, культуральные методы с посевом на питательную среду, содержащую определенный спектр препаратов. Несмотря на то, что такой подход является «золотым стандартом» диагностики, он имеет ряд ограничений.
Например, стандартный набор антибиотиков при посеве на питательную среду включает немногим более 20 препаратов, в то время как для бактерий известно более 1000 генов резистентности к антибиотикам. В отличие от культуральных методов технология NGS позволяет представить полный генотипический профиль устойчивости организма к лекарственным препаратам. Крайне актуальным этот вопрос является для патогенов с характерной множественной лекарственной устойчивостью, например, таких, как возбудитель туберкулеза Mycobacterium tuberculosis.
Некоторые организмы трудно культивируются, а то и вовсе не растут на питательных средах, что усложняет назначение эффективной и своевременной терапии. В этих случаях технология NGS служит эффективным инструментом для выявления патогена и принятия решения о назначении специфических препаратов.
Важным аспектом получения правильных результатов служит сбор клинического материала. Методика NGS обнаруживает миллионы последовательностей геномных ДНК или РНК, и в зависимости от места сбора клинического материала мы можем получать разный спектр выявляемых патогенов. Поэтому специалист, который занимается сбором проб для анализа, должен хорошо понимать локализацию, клиническую картину и предполагаемый патогенез заболевания.
Высокая цена NGS пока еще остается серьезным ограничивающим фактором широкого применения этого метода. Но только за последние несколько лет стоимость этого исследования сократилась в несколько раз, и эта тенденция сохраняется.
В ближайшие годы данная методика будет если не практикой рутинной диагностики, то, по крайней мере, очень хорошим и доступным инструментом для расшифровки сложных клинических случаев.
В лаборатории «Зайцев+» на сегодняшний день проходят заключительные испытания данного метода исследования для животных. Уже скоро услуга станет доступна для всех желающих.
