由病原微生物(wù)感染引起的(de)感染性疾病是人(rén)類死亡率和(hé)發病率最高(gāo)的(de)疾病之一。病原感染類型種類繁多,包括細菌、真菌、病毒、寄生蟲等,不同病原感染通常需要特定的(de)治療措施。因此,快速準确地(dì)檢測出緻病病原體是感染性疾病治療與管理(lǐ)的(de)關鍵。

而現在,臨床感染診斷面臨著(zhe)多方面的(de)威脅與挑戰,主要包括病原感染的(de)多樣性、患者臨床症狀不典型、病原體抗藥性、診斷工(gōng)具靈敏度不足、價格較高(gāo)、複檢困難等問題。

目前,用(yòng)于臨床病原體檢測的(de)方法主要有(yǒu)培養、生化、PCR、宏基因組二代測序(mNGS)、病原靶向測序(tNGS)等。不同檢測方法各有(yǒu)優缺點,不能(néng)單說某種技術(shù)優劣,而是要将其放(fàng)在一定的(de)條件(jiàn)下去評價。

近幾年,新冠的(de)核酸檢測讓熒光(guāng) PCR 大(dà)放(fàng)異彩,mNGS 也(yě)被衆多臨床醫生青睐,具有(yǒu)無需預設、無需培養、高(gāo)通量、可(kě)檢測新發/罕見病原等優點。tNGS 更是異軍突起,以其對“PCR”和(hé)“NGS”兼容并蓄的(de)優勢和(hé)快速、精準、高(gāo)性價比的(de)測序服務,現廣泛應用(yòng)于臨床。下面,我們來具體了解下這項技術(shù)→



病原靶向測序


根據中國食品藥品檢定研究院對 tNGS 的(de)描述,病原靶向測序(tNGS)通過超多重 PCR 擴增與高(gāo)通量測序兩種技術(shù)的(de)結合,能(néng)夠對待測樣本中幾十種至幾百種已知病原微生物(wù)及其毒力和(hé)/或耐藥基因進行(xíng)檢測。

對低濃度的(de)病原微生物(wù)的(de)檢測,特别是其毒力和(hé)/或耐藥基因檢測,與病原宏基因組測序(mNGS)相(xiàng)比,tNGS 具有(yǒu)病原譜範圍明(míng)确、測序成本低等優勢。因此,tNGS 在臨床檢驗領域正受到(dào)越來越多的(de)關注。

這個(gè)評價算是非常高(gāo)了,但(dàn) tNGS 的(de)優點也(yě)确實值得被稱贊,其中關鍵原因是測序價格的(de)下降,從原來的(de)三四千到(dào)現在的(de)幾百到(dào)一兩千,使得其臨床應用(yòng)更加廣泛了。

同時,就目前的(de)數據來看,臨床常見感染病原統共也(yě)就一兩百種,與兩萬多種大(dà)海(hǎi)撈針式的(de)宏基因相(xiàng)比,tNGS 性價比更高(gāo)。

确實,與 mNGS 的(de)廣覆蓋、無偏倚不同,tNGS 技術(shù)将“PCR”和(hé)“NGS”的(de)優勢結合,較 mNGS 極大(dà)提高(gāo)了檢測敏感性,tNGS 病原體設定範圍明(míng)确,可(kě)排除宿主核酸幹擾,且可(kě)以同時兼顧 DNA 和(hé) RNA 流程,極大(dà)縮短了檢測時間,具有(yǒu)高(gāo)性價比、可(kě)定制(zhì)化的(de)特點,是一個(gè)可(kě)應用(yòng)于多場(chǎng)景的(de)技術(shù)平台。

今年 3 月(yuè),《高(gāo)通量測序技術(shù)在分(fēn)枝杆菌病診斷中的(de)應用(yòng)專家共識》正式發表,這也(yě)是首個(gè) tNGS 相(xiàng)關的(de)專家共識。


《共識》内容涵蓋技術(shù)概況、技術(shù)特點、臨床适應征和(hé)送檢時機、标本采集、臨床結果判讀(dú)等五大(dà)方面,重點提到(dào)了分(fēn)枝杆菌靶向測序應用(yòng)于結核/NTM 病以及耐藥的(de)診斷優勢,爲在分(fēn)枝杆菌病診斷過程中合理(lǐ)使用(yòng)高(gāo)通量測序技術(shù)提供參考。


mNGS vs tNGS,替補or互補?

tNGS 的(de)突飛(fēi)猛進,蠶食的(de)正是 mNGS 的(de)市場(chǎng)。但(dàn)其實,與其說 tNGS 取代了 mNGS 的(de)臨床應用(yòng)空間,不如(rú)說兩種檢測方法互補,共同提高(gāo)了臨床病原診斷的(de)效率。

tNGS 和(hé) mNGS 各有(yǒu)優勢和(hé)局限性,它們在不同的(de)場(chǎng)景下有(yǒu)著(zhe)不同的(de)适用(yòng)性。

mNGS 的(de)優勢是能(néng)夠對樣本中所有(yǒu)的(de)病原體進行(xíng)無偏倚檢測,發現新型或罕見病原體,同時可(kě)提供病原體的(de)全基因組信息,利于病原的(de)溯源、分(fēn)型和(hé)耐藥評估等;但(dàn)局限性是需要較大(dà)的(de)測序數據量和(hé)分(fēn)析工(gōng)作量,檢測成本和(hé)時間較高(gāo),對低豐度的(de)病原體檢測靈敏度較低。

撒網式捕魚

tNGS 的(de)優勢是能(néng)夠對低豐度的(de)病原體進行(xíng)高(gāo)靈敏度的(de)檢測,同時降低測序數據量和(hé)分(fēn)析工(gōng)作量,提高(gāo)檢測效率和(hé)成本效益;但(dàn)局限性是隻能(néng)檢測預先設計(jì)好的(de)病原體,無法發現新型或罕見的(de)病原體,也(yě)無法對病原體進行(xíng)全基因組分(fēn)析。

多重魚杆靶向釣魚

因此,tNGS 和(hé) mNGS 并不是相(xiàng)互替代的(de)關系,而是相(xiàng)互補充和(hé)協同的(de)關系。在臨床微生物(wù)學領域,tNGS 更适合于常見或已知病原體的(de)快速篩查和(hé)診斷,而 mNGS 更适合于未知或罕見病原體的(de)探索和(hé)鑒定。兩種技術(shù)結合使用(yòng),可(kě)以實現更全面、更準确、更高(gāo)效的(de)病原體檢測。

此外,tNGS 從檢測流程和(hé)周期上(shàng)來看,整體 TAT 時間會(huì)略有(yǒu)縮短,但(dàn)是在文(wén)庫構建和(hé)高(gāo)通量測序環節依舊需要花費很多的(de)時間,但(dàn)樣本送到(dào)實驗室内基本可(kě)以在 24-48 小(xiǎo)時出結果。


各種病原檢測方法怎麽選?


在臨床上(shàng),傳統微生物(wù)學病原培養和(hé)經驗判斷仍是診斷的(de)主流,但(dàn)診斷的(de)效率并不高(gāo)。

細菌培養通常需要較長時間,要先預設,陽性率較低,很多時候還沒等到(dào)培養結果出來就已經開(kāi)始用(yòng)藥,分(fēn)子生物(wù)學檢測技術(shù)在一定程度上(shàng)改善了這一現狀。

PCR 是一種用(yòng)于放(fàng)大(dà)擴增特定 DNA 片段的(de)分(fēn)子生物(wù)學檢測技術(shù),一次可(kě)檢測一種或幾種病原;而面對多病原混合感染或未知感染時,PCR 難以滿足臨床的(de)需求,而 tNGS 和(hé) mNGS 可(kě)以解決這一方面的(de)需求。

培養、PCR、tNGS、mNGS 等多種檢測方法的(de)合理(lǐ)選用(yòng),可(kě)覆蓋臨床感染性疾病檢測的(de)“輕、中、危”需求,爲臨床感染診治提供病原學方面的(de)指導。

(1)輕度感染(如(rú)普通流感)

建議常規檢測手段,如(rú)培養、鏡檢、qPCR/RT-qPCR 等便可(kě)迅速鎖定病原,對症下藥,可(kě)滿足大(dà)部分(fēn)常規門急診患者需求。

(2)常規中、危重感染

如(rú)常見肺炎鏈球菌、鮑曼不動杆菌(細菌),念珠菌屬(真菌)、輪狀病毒(病毒)等或混合感染時,建議采用(yòng)靶向 tNGS 檢測,靈敏度高(gāo)、耗時短、性價比高(gāo),可(kě)滿足常規門診和(hé)住院患者需求。

(3)急危重症患者、不明(míng)原因感染(如(rú) 19 年的(de)“新冠病毒”)和(hé)反複治療效果不佳類患者

強烈建議進行(xíng) mNGS 檢測,實現“宏”篩選,精準鎖定病原,給急危重症和(hé)疑難患者帶來新的(de)希望。


目前,每種檢測技術(shù)都(dōu)有(yǒu)其在臨床應用(yòng)不可(kě)替代的(de)優勢,同時也(yě)有(yǒu)暫時無法解決的(de)問題。或許未來很長一段時間内,培養、PCR、tNGS 和(hé) mNGS 等檢測方法會(huì)長期并存,爲患者提供全方位、高(gāo)性價比的(de)檢測體驗。



美(měi)格醫學助力臨床精準診斷:

(1)Magiseq 病原微生物(wù)宏基因檢測Magiseq 項目檢測範圍基于能(néng)提供廣域搜索、并持續更新的(de)參考基因組數據庫,包含約有(yǒu) 60萬+ 株微生物(wù)參考基因組,檢測展示的(de)結果主要來源于經過細緻整理(lǐ)、可(kě)精确鑒定的(de)微生物(wù)種類數據庫,總共 23796 種。

圖:Magiseq 檢測範圍

(2)TEPseq 病原微生物(wù)靶向基因檢測TEPseq 是 Magiseq 技術(shù)的(de)補充,解決了 Magiseq 受人(rén)源基因組及背景菌基因組幹擾的(de)問題;解決了 Magiseq 對結核、真菌、胞内菌等檢出率低的(de)問題;解決了 Magiseq 檢測技術(shù)對 RNA 病毒檢測難度大(dà)的(de)問題;解決了 Magiseq 對耐藥基因及毒力因子基因檢測難點的(de)問題。


圖:TEPseq 檢測範圍

(3)TEMseq 分(fēn)枝杆菌檢測項目TEMseq 解決了 mNGS 分(fēn)枝杆菌檢出率較低的(de)問題,可(kě)精确檢測到(dào)大(dà)部分(fēn)緻病的(de)結核分(fēn)枝杆菌複合群,非結核分(fēn)枝杆菌和(hé)麻風分(fēn)枝杆菌等三類分(fēn)枝杆菌及其耐藥基因及毒力因子基因,助力臨床精準抗感染。

圖:TEMseq 檢測範圍