जॉन्स हॉपकिन्स मेडिसिन के वैज्ञानिकों द्वारा रोगी के नमूनों में पाए जाने वाले कई डीएनए स्ट्रैंड्स को लगातार अनुक्रमित करके एक नए अध्ययन के परिणामों के आधार पर, नेक्स्ट जेनरेशन सीक्वेंसिंग डॉक्टरों को सैकड़ों संभावित उम्मीदवारों में से एक रोगज़नक़ को जल्दी और सटीक रूप से पहचानने में सक्षम बनाता है।
अमेरिकन सोसाइटी फॉर माइक्रोबायोलॉजी के जर्नल ऑफ क्लिनिकल माइक्रोबायोलॉजी में पहली बार 13 जून, 2022 को ऑनलाइन पोस्ट किए गए एक पेपर में, शोधकर्ताओं ने एनजीएस प्रणाली की रोगज़नक़ का पता लगाने की क्षमता की तुलना की – श्वसन रोगज़नक़ संक्रामक रोग / रोगाणुरोधी प्रतिरोध पैनल (आरपीआईपी) – ब्रोन्कोएलेवोलर लैवेज के साथ प्राप्त नमूनों के लिए पहले से अध्ययन किए गए एनजीएस सिस्टम और देखभाल के मानक (एसओसी) नैदानिक विधियों के साथ।
यह वह जगह है जहां एक ब्रोंकोस्कोप मुंह या नाक के माध्यम से फेफड़ों में पारित किया जाता है, इसके बाद एक तरल पदार्थ धोता है जिसे जांच के लिए एकत्र किया जाता है।
शोधकर्ताओं का मानना है कि उनका अध्ययन श्वसन रोगजनकों के लिए एनजीएस और एसओसी डायग्नोस्टिक्स की तुलना करने वाला पहला है।
“हमने दो एनजीएस डायग्नोस्टिक तकनीकों का मूल्यांकन किया, जिनमें से एक आरपीआईपी था, और पाया कि दोनों ही मामलों में, विशिष्ट रोगजनकों की पहचान करने के लिए एनजीएस की क्षमता नैदानिक परीक्षणों की बैटरी के बराबर थी जो चिकित्सक दशकों से उपयोग कर रहे हैं,” अध्ययन कहते हैं वरिष्ठ लेखक पेट्रीसिया सिमनर, पीएचडी, एमएससी, जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन में पैथोलॉजी के एसोसिएट प्रोफेसर।
“हालांकि यह सामान्य रूप से आरपीआईपी और एनजीएस डायग्नोस्टिक्स के लिए महान वादा दिखाता है, हमें लगता है कि एनजीएस को मौजूदा एसओसी विधियों के बराबर या बेहतर माना जा सकता है इससे पहले प्रौद्योगिकी को और परिष्कृत करने के लिए और अधिक काम करने की आवश्यकता है।”
अपने अध्ययन में, सिमनर और उनके सहयोगियों ने पहले मेटागेनोमिक एनजीएस की नैदानिक क्षमता का मूल्यांकन किया, जो पहले से अध्ययन की गई वर्कफ़्लो प्रक्रिया है, जिसके दौरान ब्रोन्कोएलेवोलर लैवेज से प्राप्त सभी डीएनए को अनुक्रमित किया जाता है – जिसमें रोगी के लिए अद्वितीय आनुवंशिक सामग्री (“होस्ट रीड” या ” मानव पढ़ा”) और मांग के बाद रोगज़नक़ (“माइक्रोबियल रीड”)।
मेजबान डीएनए को हटाने से चिकित्सक शेष अनुवांशिक सामग्री पर अपनी खोज पर ध्यान केंद्रित करने में सक्षम होते हैं ताकि उम्मीद की जा सके कि माइक्रोबियल पढ़ा जा सके और आखिरकार, रोगी की बीमारी के कारण की पहचान हो सके।
अपने प्रयोग के दूसरे भाग में, शोधकर्ताओं ने लक्षित एनजीएस नामक आरपीआईपी प्रणाली का उपयोग करते हुए एक अलग एनजीएस दृष्टिकोण का आकलन किया।
इस पद्धति में, रोगी के श्वसन नमूने में सब कुछ मेटागेनोमिक एनजीएस के साथ अनुक्रमित किया जाता है, लेकिन कैप्चर प्रोब – एकल-फंसे डीएनए के छोटे टुकड़े जो विशिष्ट रोगजनकों के डीएनए से संरचनात्मक रूप से मेल खाते हैं – का उपयोग खोज क्षमता को बढ़ाने के लिए किया जाता है।
अध्ययन के प्रमुख लेखक डेविड गैस्टन, एमडी, पीएचडी, एक पूर्व पैथोलॉजी फेलो बताते हैं, “रोगजनकों के अनुवांशिक हस्ताक्षर खोजने के लिए एनजीएस का उपयोग करना पुस्तकालय में एक विशिष्ट विषय पर जानकारी की खोज के समान है।” जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन अब वेंडरबिल्ट यूनिवर्सिटी मेडिकल सेंटर में है।
“मेटागेनोमिक एनजीएस के साथ, आपको उन सभी पुस्तकों को पढ़ना होगा जो विषय को संदर्भित करती हैं।
लेकिन लक्षित एनजीएस के साथ, आप पहले लाइब्रेरियन से उन संस्करणों को खींचने के लिए कहते हैं जिनमें विषय शामिल होने की सबसे अधिक संभावना है और फिर अधिक केंद्रित, अधिक आशाजनक खोज करें।”
शोधकर्ताओं ने पाया कि मेटागेनोमिक और लक्षित एनजीएस दोनों की प्रभावशीलता जीव के प्रकार के साथ भिन्न होती है।
वे रिपोर्ट करते हैं कि दोनों एनजीएस विधियों ने सफलतापूर्वक वायरस की पहचान की, जिसमें हर्पीस वायरस सबसे आसानी से पाए गए।
बैक्टीरिया और माइकोबैक्टीरिया (जिसमें तपेदिक पैदा करने वाले जीव शामिल हैं) के परिणाम एसओसी डायग्नोस्टिक्स के स्तर तक पहुंच गए, लेकिन जीवों की संख्या कम होने के साथ-साथ लक्षित एनजीएस में कैप्चर प्रोब के उपयोग के साथ भी बंद हो गए।
न तो एनजीएस विधि ने कवक का अच्छी तरह से पता लगाया।
कुल मिलाकर, शोधकर्ताओं ने पाया कि आरआईपीपी लक्षित वर्कफ़्लो पारंपरिक निदान के साथ 66% समय से सहमत है।
अधिक विशेष रूप से, उन्होंने नैदानिक महत्व के रोगजनकों का पता लगाने के लिए लक्षित एनजीएस के लिए 46% समझौते और यह दिखाने के लिए 86% समझौते पर ध्यान दिया कि रोगजनक अनुपस्थित थे।
ब्रोन्कोएल्वोलर लैवेज से 300 से अधिक रोगजनक जीवों की सटीक पहचान करने की अपनी क्षमता के साथ, शोधकर्ताओं का मानना है कि लक्षित एनजीएस भी एक दिन के लिए रोगजनकों में कुछ 1,200 आनुवंशिक मार्करों को प्रकट करने में सक्षम होने के लिए महान वादा दिखाता है जो इंगित करता है कि कौन से जीव एंटीबायोटिक दवाओं का विरोध करने की सबसे अधिक संभावना है। .
“कुल मिलाकर, मेटागेनोमिक और लक्षित एनजीएस दोनों की वर्तमान सटीकता वर्तमान नैदानिक प्रक्रियाओं के करीब है और यह हमारे अध्ययन से एक प्रमुख निष्कर्ष है,” गैस्टन कहते हैं।
“हमने पाया कि एनजीएस बहुत कुछ पता लगा सकता है लेकिन सभी रोगजनकों का नहीं, और कुछ मामलों में, दोनों एनजीएस विधियां रोगजनकों की पहचान कर सकती हैं जो पारंपरिक निदान चूक गए होंगे।”
सिमनर कहते हैं, “वर्तमान में माइक्रोबायोलॉजिकल डायग्नोस्टिक टूल के रूप में एनजीएस के उपयोग के पक्ष और विपक्ष हैं।”
“उदाहरण के लिए, RPIP लक्षित वर्कफ़्लो के लिए अधिक समय और अभिकर्मकों की आवश्यकता होती है, लेकिन परिणामी डेटा के कम जैव सूचनात्मक विश्लेषण की आवश्यकता होती है।
दूसरी ओर, मेटागेनोमिक एनजीएस तकनीकी रूप से कम मांग वाला है लेकिन अधिक जटिल विश्लेषण की आवश्यकता है।”
उनके निष्कर्षों के आधार पर, शोधकर्ता
महसूस करते हैं कि मेटागेनोमिक और लक्षित एनजीएस वर्कफ़्लो दोनों को वर्तमान में एसओसी डायग्नोस्टिक तकनीकों के लिए सहायक माना जा सकता है, लेकिन अभी तक प्रतिस्थापन नहीं किया गया है।
अधिक शोधन के साथ, उनका मानना है कि एनजीएस सिस्टम एक दिन श्वसन रोगज़नक़ निदान के मानक बन सकते हैं।
गैस्टन और सिमनर के साथ, जॉन्स हॉपकिन्स मेडिसिन की अध्ययन टीम के सदस्य करेन कैरोल, जॉन फिसेल, एथन गॉफ, एमिली जैकब्स, एली क्लेन, हीथर मिलर और जैजुन वू हैं।
अध्ययन को जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन में संक्रामक रोगों के प्रभाग में पर्यावरणीय संक्रामक रोगों के लिए शेरिलिन और केन फिशर सेंटर द्वारा समर्थित किया गया था।
अध्ययन सामग्री – जिसमें RPIP पैनल और RPIP लक्षित NGS डेटा के जैव सूचनात्मक विश्लेषण के लिए उपयोग की जाने वाली स्वचालित प्रणाली का स्पष्टीकरण शामिल है – उनके संबंधित निर्माताओं, Illumina और IDbyDNA द्वारा प्रदान की गई थी।
हालांकि, शोधकर्ताओं की रिपोर्ट है कि अध्ययन डिजाइन, डेटा संग्रह और व्याख्या, या प्रकाशन के लिए काम जमा करने के निर्णय में इन संस्थाओं की कोई भूमिका नहीं थी।
अध्ययन के लेखक हितों के टकराव की रिपोर्ट नहीं करते हैं।
