次世代シーケンシングにおけるDNAおよびRNA病原体の同時検出のためのDSNベースの宿主DNA枯渇

背景:

• 核酸シーケンシングは、臨床病原体検出に不可欠である。
• サンプル中の高い宿主DNA含有量（90〜99％）は、メタゲノム次世代シーケンシング（mNGS）における微生物同定感度を制限する。

研究 の 目的:

• 臨床シーケンシングにおける宿主核酸含有量を低減するための新規二本鎖特異的ヌクレアーゼ（DSN）ベースの方法を開発および検証する。
• メタゲノムNGS（mNGS）およびターゲットNGS（tNGS）の両方における病原体検出感度を向上させる。

主な方法:

• 宿主DNAを選択的に分解するために、二本鎖特異的ヌクレアーゼ（DSN）ワークフローを開発した。
• 最適化には、アニーリング温度、ドライバーDNA（Cot-1 DNAおよびrProbe）、およびテトラメチルアンモニウムクロリド（TMAC）濃度のテストが含まれた。
• この方法は、モック微生物コミュニティおよび臨床サンプルを使用して検証された。

主要な成果:

• DSN法は、mNGSにおいて病原体リード/百万（RPM）を2〜3倍増加させた。
• プローブベースのターゲットNGS（tNGS）では、病原体RPMが3〜10倍改善された。
• 最適な条件には、65°Cのアニーリング、Cot-1 DNAおよびrProbeの特定濃度、150 mmol·L-1 TMACが含まれていた。

結論:

• DSNワークフローは、臨床NGSにおける微生物濃縮のための迅速（<30分）かつ低損失の方法を提供する。
• この技術は、宿主DNA干渉を低減することにより、病原体検出感度を大幅に向上させる。
• ドライバーDNAに追加のヒトゲノム反復領域を組み込むことにより、宿主枯渇効率のさらなる改善が達成される可能性がある。