宏基因组测序的应用

概述^[1]

几乎所有的病原体均有ＤＮＡ或ＲＮＡ基因组，测序技术理论上可有效检测出所有病原体基因组，从而为感染性疾病的病原学诊断提供帮助。下一代测序或高通量测序，自2005年问世以来，随着技术的成熟和运用，其低成本、高效率、高准确性的特点使之成为临床鉴定病原体微生物的有利技术平台。宏基因组测序(ｍＮＧＳ)作为一项新的测序技术，在感染性疾病中，特别是常规诊断方法存在局限性的领域，如新发传染病、少见疾病等，对提高诊断效率和准确性有巨大的潜力。

应用^[2-4]

宏基因组测序(ｍＮＧＳ)在细菌性感染中的应用

细菌是临床感染性疾病最常见的病原体之一，目前公认的细菌性病原体“金标准”的诊断方法仍是传统培养法。由于大多数细菌培养存在培养时间长、阳性率低、标本在收集过程中被污染导致假阳性等问题，无法满足临床需求，更不适用于急重症感染性疾病患者的诊治需要。同时针对临床不明原因发热患者的病原体鉴定，需要更快、更准确的检测方法。Ａｂｒｉｌ等对１例难诊断的败血症休克患者的血浆进行ｍＮＧＳ检测，结果提示犬链球菌感染，经血培养和１６ＳｒＲＮＡ序列测定后证实了这一诊断。这是首次利用ｍＮＧＳ检测来诊断血浆中病原体，也是首次在重症败血症患者中使用ｍＮＧＳ检测进行快速诊断。Ｎｉ等对５例不明原因发热患者的血样进行ｍＮＧＳ检测，在其中一份血样中检测出铜绿假单胞菌。该患者后续血培养显示铜绿假单胞菌阳性，验证了ｍＮＧＳ检测结果。Ｐｅｎｄｌｅｔｏｎ等对１例患有结缔组织病相关间质性肺炎患者的支气管肺泡灌洗液进行ｍＮＧＳ检测和常规微生物检测，结果灌洗液的革兰染色仅显示中性粒细胞和“正常口腔菌群”，而ｍＮＧＳ检测结果为铜绿假单胞菌。随后的细菌培养结果验证了ｍＮＧＳ检测的诊断。这些病例显示出ｍＮＧＳ检测在重症感染性疾病和不明原因发热中具有重要诊断价值。

ｍＮＧＳ在病毒性感染中的应用

病毒性疾病的病原学诊断以免疫学检测为主，针对病毒ＤＮＡ或ＲＮＡ的检测方法，如ＰＣＲ和基因芯片等因其高灵敏度也得到广泛应用，常作为免疫学检测阴性的补充检测方法。但ＰＣＲ、基因芯片和免疫学检测一样，都是建立在已有初步临床诊断背景的前提下进行的验证性检测，无法检测出未知的病毒性病原体。由于利用ｍＮＧＳ检测病原体时，无需提前筛选病原体的范围，即不存在上述两类靶向测序法的偏倚性，甚至有可能发现新的病原体。

ｍＮＧＳ在真菌性感染中的应用

随着广谱抗菌药物和抗肿瘤药物等免疫抑制剂使用的增加，临床合并真菌感染的病例日益增加，特别是免疫力低下或长期处于免疫抑制状态，如肿瘤或ＨＩＶ感染的患者。临床上真菌感染的检测主要依靠常规镜检或传统培养法，但由于检测过程繁琐、真菌培养周期长等原因，常常会延误诊断或漏诊，导致感染加重甚至危及患者生命。ｍＮＧＳ检测高效、快速和高准确性的特点使其成为传统真菌检测方法的有效补充。

ｍＮＧＳ在寄生虫等其他感染中的应用

寄生虫是临床上严重威胁人类健康的常见病原体。目前，寄生虫病确诊主要依据患者体液、分泌物、排泄物的镜检或临床免疫学检查。但这些病原学检测对样本的类型、收集部位、收集时间都有严格的要求，同时检验者经验等因素对结果影响较大。ｍＮＧＳ检测通过大规模并行测序，有望弥补临床上对寄生虫感染检查的不足。

主要参考资料

1.毕铭辕、汪春付、连建奇、孙永涛；宏基因组测序在感染性疾病中的应用与反思。中华临床感染病杂志２０１９年１０月第１２卷第５期chinj