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前沿速递 | 利用mNGS可对感染病患者体液进行快速高效的病原体检测

2021-03-21作者：论坛报小塔资讯

非原创

在住院患者中，疑似感染的病因往往得不到及时准确的诊断，从而导致患者治疗延误或不充分、住院时间延长、再次入院，以及病死率升高等问题。这类患者通常由于癌症或移植等因素导致免疫功能低下，从而极易发生感染。因此，对引起患者感染的病原微生物进行早期的及时准确的鉴定从而指导临床采取正确干预措施及对患者施用针对性的抗生素至关重要。然而，对于现有传统的诊断技术而言，及时准确的鉴定感染病原体仍然具有很大的挑战性，因此迫切需要针对广泛病原体的多重诊断技术。

新一代的宏基因组测序技术 (mNGS)是一种可以用于对患者样本中的微生物和宿主基因含量进行无偏分析的技术，可同时从临床样品中检测几乎所有已知病原体，该技术正迅速从研究转向临床实验室应用。大量发表的病例报告和临床研究表明，mNGS在复杂、严重感染的诊断方面具有很大的优势。mNGS技术也正在改变临床医生对如何治疗未诊断病例的思考方式，从传统医学转向基于基因组的诊断。

2020年11月，来自加利福尼亚大学旧金山分校的Charles Y. Chiu等人在Nature Medicine上发表了题为《利用新一代宏基因组测序技术对感染的体液进行快速高效的病原体检测》。该研究运用mNGS技术，对体液中的游离细胞的DNA进行快速检测，从而识别感染病原体。

研究收集了160例患者的182例体液样本，包括脓肿、关节腔积液、胸腔积液、脑脊液等。其中170个样本用于评估Nanopore与Illumina测序的准确性。准确性评价标准侧重于mNGS相对于金标准培养或PCR检测病原体的性能。其余12例体液样本收集自体液直接微生物检测阴性但高度怀疑感染的患者。对12份体液样本进行分析，以证明mNGS检测在不明感染原因病例中的诊断效用。研究结果表明，通过Illumina测序，体液细菌的检测灵敏度和检测特异性分别为79％和91％，真菌为91％和89％；通过Nanopore测序，体液细菌检测灵敏度和检测特异性分别为75％和81％，真菌为91％和100％。在12例培养物/ PCR阴性体液但最终确诊为感染的患者中，有7例（58％）为mNGS阳性。研究证实快速的mNGS测试是诊断体液未知感染的有应用前途的手段。

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mNGS检测的准确性及其与16S（细菌）或28S–ITS（真菌）PCR的比较

传染病在全世界仍然是一个重大的卫生保健负担。2019年，世卫组织公布了全球卫生面临的十大威胁，其中6个威胁与传染病有关，强调了传染病的精确诊断和有效治疗面临的挑战。截至目前，mNGS已应用于临床及公共卫生领域。例如，mNGS诊断一名14岁脑膜炎男孩的钩端螺旋体感染。目前，mNGS提供的大数据越来越多地用于临床目的，预测感染及评估疾病风险等。mNGS有望成为传染病精准诊断的关键驱动力，推动精准医疗。

宏基因组测序具备无偏移、全覆盖、高效率等优势，正被广泛应用于临床病原学诊断。本研究是宏基因组学二代测序（mNGS）领域的全球权威邱华彦（Charles Chiu）教授团队的力作，他们通过mNGS技术对感染患者的体液中的无细胞DNA进行快速病原体检测，，并与使用培养物、16S细菌PCR和/或28S-内部转录核糖体基因间隔子（28S-ITS）真菌PCR的微生物学测试进行对比。其主要创新点有以下几个方面：

1. mNGS方法在检测细菌时具有出色的灵敏度和特异性，检测结果可在短短六小时内交付，这对于脓毒症和肺炎等需要快速反应的感染病的治疗是必不可少的；

2. 此检测方案与Oxford Nanopore和Illumina的测序平台都兼容，可分析所有体液类型，并且可在临床微生物学实验室中自动化完成；

3. 印证了体液mNGS检测在临床诊断上的优势。它既可以指导临床医生进行早期的抗感染治疗，也能帮助医生调整治疗方案进行更有针对性的治疗，也是弥补了传统检测在临床上的不足。

首发于血流感染细菌监测BRICS公众号

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