宏基因组下一代测序技术在肺部感染中的临床应用

由细菌、病毒或真菌等病原体引起的肺部感染在全球范围内的发病率和死亡率呈上升趋势,是导致生命死亡的主要原因之一[1-2]。作为一种呼吸道感染性疾病,肺部感染可引起多种并发症[3],特别是在基础疾病多、免疫功能差的患者中[4],将极大的影响患者的预后[5]。由于患病环境、患病人群、疾病严重程度、检测技术的不同,致病微生物也不尽相同[6]。同时多种多重耐药菌以及新型病原体的大量出现,也给临床医生在抗菌治疗时带来了挑战[7]。因此尽早识别微生物病原体、确保精准抗生素治疗是至关重要的[8]。然而目前明确病原体的传统检测方法,耗费时间长且检出率低下[9],在我国有近半数肺部感染患者的病因诊断尚不明确[6],仅能在30%~40%的CAP患者中识别病原体[10-11]。新型的病原体诊断工具mNGS也因此备受青睐。mNGS通过对提取的DNA或RNA进行直接测序,可以对样本中存在的几乎所有病原体进行无偏移检测[12-13]。理论上mNGS不仅可以检测临床样本中的任何微生物[14],而且可以区分病原微生物和背景共生菌[15]。mNGS以其快速且精准的检测优势,可帮助临床迅速和准确的控制感染[16-17]。

脑脊液宏基因组下一代测序技术在中枢神经系统感染性疾病诊断中的应用

中枢神经系统(CNS)感染性疾病是由各种病原微生物侵犯脑实质、血管及被膜引起的神经系统重症疾病,具有高病死率和致残率等特点。因病原微生物检测手段有限,极易延误诊断及治疗。宏基因组下一代测序(mNGS)基于大规模并行测序原理,利用多个DNA小片段平行测序来确定序列[1],可同时检测样本中全部病原微生物,对于CNS感染性疾病病原学诊断与鉴别诊断具有重要意义。本文综述近几年mNGS应用于CNS感染性疾病病原学诊断的相关文献,比较其在应用中的利弊,帮助临床医生提高对mNGS技术和其在诊断中枢神经系统感染性疾病中应用的认识。

基于宏基因组测序和纯培养技术解析胀袋生抽酱油的微生物类群

该研究采用宏基因组测序技术对胀袋生抽酱油微生物类群进行了解析,对其微生物菌株进行了分离鉴定,并对分离株是否可导致酱油胀气进行了验证。宏基因组结果表明,胀袋生抽酱油样品中平均相对含量大于1.0%的微生物主要由嗜盐四联球菌(Tetragenococcus halophilus)、酸鱼联合乳杆菌(Ligilactobacillus acidipiscis)、植物乳植物杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)、耐酸乳杆菌(Lactobacillus acetotolerans)、棒状腐败乳杆菌(Loigolactobacillus coryniformis)、短促生乳杆菌(Levilactobacillus brevis)和屎肠球菌(Enterococcus faecium)构成,平均相对含量分别为28.01%、25.50%、9.45%、2.49%、1.83%、1.53%和1.33%;采用纯培养技术,分离出的49株细菌被鉴定为6个属下的11个种,其中枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、破布子联合乳杆菌(Ligilactobacillus pobuzihii)、蛋白原酶腐败乳杆菌(Loigolactobacillus rennini)和L.acidipiscis分离株占总分离株数的39.22%、19.61%、11.76%和9.80%,分离出的2株酵母菌均被鉴定为扣囊复膜酵母(Saccharomycopsis fibuligera);产气验证实验发现,所有分离株均不能单独引起生抽酱油的胀袋现象。由此可见,胀袋生抽酱油具有较高的微生物多样性,在后续研究引入培养组学策略以获得更多的分离株,亦或考虑多菌株的协同作用,对酱油涨袋这一产业问题的解决可能具有积极的意义。

宏基因组二代测序技术在血液病患者合并感染诊疗中的应用

探讨宏基因组二代测序(mNGS)在血液病合并感染诊疗中的临床应用价值。对比分析2021年8月至2022年12月吉林省人民医院血液科血液病合并感染患者的传统病原体检测结果与mNGS检测结果,探讨mNGS在血液病合并感染时诊疗的优势及临床应用价值。共纳入患者20例,经mNGS检测,16例呈阳性,包括细菌感染3例、真菌感染1例、病毒感染4例,两种以上感染8例;4例呈阴性。mNGS病原体检出率和检出种类显著高于传统检测方法。根据mNGS检测结果调整临床用药后,治疗效果良好。与传统病原体检测方法相比,mNGS对血液病合并感染具有较高的检出率,检出更全面,显著提高了患者的生存率及生活质量,对于临床用药具有指导意义。研究结果表明病原宏基因组二代测序可为该类感染提供病原学证据以辅助血液病合并感染的治疗。

宏基因组二代测序技术辅助诊断中枢神经系统贝氏柯克斯体感染性血管炎1例

Q热是由贝氏柯克斯体感染引起的人畜共患病,临床表现多样且无特异性,贝氏柯克斯体颅内感染罕见,经常被误诊和漏诊,导致部分患者预后不佳。此文报告1例宏基因组二代测序(mNGS)技术辅助诊断的中枢神经系统贝氏柯克斯体颅内感染性血管炎病例,提示mNGS技术在Q热快速诊断中起到重要作用,通过早期诊断,精准治疗,明显改善患者预后。在此基础上回顾国内外相关文献,总结贝氏柯克斯体颅内感染的临床表现和诊治经验,供国内外同行参考。

宏基因组二代测序技术在布鲁菌脊柱炎诊治中的应用价值

目的探讨宏基因组二代测序(mNGS)技术在布鲁菌脊柱炎诊治中的价值。方法手术治疗36例布鲁菌性脊柱炎患者,收集术前血液标本和术中病灶区组织标本(髓核、软骨终板、黄韧带、纤维环),采用Giemsa染色、试管凝集试验(SAT)、血培养、多重聚合酶链式反应技术(PCR)检测和mNGS评估不同组织样本。另选取30例椎间盘突出患者作为阴性对照组。结果静脉血的mNGS、SAT、多重PCR检测阳性率比较差异均无统计学意义(P>0.05)。髓核的mNGS与多重PCR检测阳性率比较差异无统计学意义(P>0.05)。软骨终板、黄韧带和纤维环的mNGS检测阳性率均大于多重PCR检测阳性率(P<0.05)。髓核中多重PCR和mNGS检测阳性率均高于静脉血、软骨终板、黄韧带和纤维环(P<0.05)。敏感性、阴性预测值:mNGS均高于Giemsa染色、血培养和SAT(P<0.05);mNGS与多重PCR检测比较差异均无统计学意义(P>0.05)。临床诊断一致性mNGS最好,多重PCR和SAT较好,Giemsa染色一般,血培养较差。结论mNGS可以作为布鲁菌脊柱炎的有效检测手段,其敏感性和准确率高,尤其适用于术前无法明确诊断且术后病理结果为阴性但需确诊的患者,可为布鲁菌脊柱炎的精准治疗提供重要的病原学依据。

宏基因组下一代测序技术检测呼吸道病原体耐药性的应用价值探讨

抗菌药物耐药已成为棘手的全球性健康问题。近年来,基于宏基因组下一代测序(metagenomic next-generation sequencing,mNGS)的病原体检测技术,因其不受培养限制、时效性高、病原体覆盖广的特点,已广泛应用于临床诊断。该技术在药物敏感性检测方面的应用价值也备受关注。该文总结和归纳了基于mNGS的抗菌药物敏感性检测方法,从耐药基因数据库、序列比对软件、耐药基因数据比对方法和耐药预测模型方面分析比较了mNGS药物敏感性检测的分析流程,并探讨了mNGS耐药分析临床应用存在的问题。

宏基因组二代测序技术在肾移植术后肺部感染诊治中的临床应用

目的探讨宏基因组二代测序技术(metagenomic second-generation sequencing technology,mNGS)在肾移植术后肺部感染诊治中的临床价值,为疾病精准诊治提供参考。方法收集2020年1月1日至2023年12月15日广西壮族自治区人民医院移植科124例肾移植术后肺部感染患者的临床资料,根据是否采用mNGS检测病原体分为测序组(60例)和传统组(64例),并对比分析两组病原体检出率、抗菌药物使用强度、住院时间、住院费用、无创呼吸支持概率、病情等级、重症率、病死率等指标。结果两组患者性别、年龄、术后发病时间、基础疾病、入院病情(SMART-COP评分)、治疗前肌酐、他克莫司浓度、甲强龙方案差异均无统计学意义(P>0.05)。测序组患者检出病原体、混合型肺部感染明显高于传统组(P<0.05),但两组间传统方法检测结果差异无统计学意义(P>0.05)。测序组亚组发现,mNGS方法检出支气管肺泡灌洗液病原体、混合型肺部感染、耶氏肺孢子菌明显高于传统培养+涂片方法(P<0.05)。测序组出现1例不良反应,无纤支镜相关并发症,传统组出现2例不良反应。测序组抗菌药物使用强度、病死率、病情高峰、出院肌酐、住院时间、住院费用均明显低于传统组患者(P<0.05),两组患者无创呼吸支持率和重症率相似(P>0.05)。结论宏基因组二代测序技术可为肾移植术后肺部感染诊治提供精准方向,改善患者临床预后,值得临床推广。

宏基因组二代测序技术在重症肺炎诊断中的应用效果

目的探讨在重症肺炎诊断中应用宏基因组二代测序技术(mNGS)的诊断价值。方法选取83例自2022年10月至2023年9月接受治疗的重症肺炎患者,收集支气管肺泡灌洗液(BALF)及血标本并实施mNGS与常规检测,对比和分析mNGS与常规检测方法在BALF及血标本中的检测结果及检测结果的一致性,比较BALF中mNGS及常规检测方法的病原体检出情况。结果一致性检测结果表明BALF mNGS检测结果及常规检测结果一致性较低(Kappa=0.271)。一致性检测结果表明血标本mNGS检测结果与常规检测结果一致性一般(Kappa=0.477)。BALF中mNGS细菌、病毒以及真菌阳性检出率均高于常规检测(P<0.05)。结论mNGS技术可提高重症肺炎患者病原体检出率,有助于提高重症肺炎病原学诊断灵敏度,可作为微生物检测手段的补充方法。

宏基因组二代测序技术对革兰阳性球菌重症肺炎中的诊疗价值

目的探讨宏基因组二代测序(mNGS)技术在革兰阳性球菌重症肺炎中的诊疗价值。方法选取2021年5月至2023年5月于厦门大学附属第一医院重症医学科诊疗的262例重症肺炎患者为研究对象,根据支气管肺泡灌洗液(BALF)mNGS检测微生物结果,与传统病原学检测结果相对比,比较二者在革兰阳性球菌方面的检出率,以及根据检测结果调整抗感染方案后临床治疗效果。结果mNGS对重症肺炎中革兰阳性球菌的检出率高于院内培养的方法,差异有统计学意义(P<0.05);根据mNGS检测结果将经验性抗感染治疗调整为目标性抗感染治疗。结果显示,患者生命体征好转,心率(HR)由(116.1±14.5)次/min降至(84.9±14.8)次/min、呼吸频率(RR)由(27.6±4.0)次/min降至(19.2±2.7)次/min;炎症指标下降明显,C反应蛋白(CRP)由88.0 mg/L降至36.0 mg/L,降钙素原(PCT)由13.4 ng/ml降至3.6 ng/ml,白细胞介素-6(IL-6)由83.5 pg/ml降至32.0 pg/ml;呼吸系统指标改善,动脉血氧分压(PaO_(2))由(59.2±7.0)mmHg升至(88.2±7.6)mmHg,动脉血二氧化碳分压(PaCO_(2))由44.0 mmHg降至28.0 mmHg,氧合指数PaO_(2)/FiO_(2)由154.0升至284.5;均具有统计学意义(P<0.05)。结论宏基因组二代测序技术可以提高支气管肺泡灌洗液中革兰阳性球菌的检出率,有助于提高重症肺炎的诊疗效果。

宏基因组第二代测序技术在狂犬病诊断中的应用

目的:总结宏基因组第二代测序技术(mNGS)诊断狂犬病临床应用价值。方法:回顾性分析广东省东莞市横沥医院1例和文献报告3例狂犬病诊疗资料。结果:4例患者唾液或脑脊液标本的mNGS检测狂犬病毒结果均为阳性,其中3例患者同时进行了狂犬病毒PCR检测亦为阳性。结论:唾液和脑脊液标本行mNGS检测为临床确诊狂犬病提供依据。

宏基因组二代测序技术在恶性肿瘤肺部感染患者中的应用

随着实验室检测技术的不断发展,二代基因测序技术-宏基因组学技术越来越受到实验研究与临床应用的重视,其在临床感染性疾病,尤其是呼吸道感染性疾病的诊断中发挥十分重要的作用.mNGS在接受放化疗合并肺部感染的恶性肿瘤患者中具有非常广泛的应用前景.通过mNGS技术,可以对患者肺部感染的微生物进行全面、高通量的检测,包括细菌、病毒、真菌,有助于快速、准确地确定感染的病原体,指导医生选择合适的抗感染治疗方案,提高治疗效果,减少抗生素的滥用.

宏基因二代测序技术对胸内淋巴结结核的诊断价值

目的:探讨宏基因二代测序技术(metagenomic next-generation sequencing,m NGS)在胸内淋巴结结核中的诊断价值。方法:采用回顾性研究方法,搜集2020年12月至2023年9月浙江省中西医结合医院结核病诊疗中心收治的122例疑似胸内淋巴结结核患者临床资料,所有患者均行支气管内超声引导下经支气管针吸活检术(endobronchial ultrasound-guided transbronchial needle aspiration,EBUS-TBNA)。穿刺标本同时进行mNGS、Gene Xpert MTB/RIF(简称“Xpert”)、PCR-荧光探针法(简称“RT-PCR”)、RNA恒温扩增荧光实时检测技术(简称“TB-SAT”)、BACTEC MGIT 960分枝杆菌全自动快速液体培养(简称“MGIT 960”)和涂片抗酸染色(简称“涂片”),比较6种方法对胸内淋巴结结核的诊断效能。结果:根据诊断标准,122例疑似患者中,最终89例诊断为胸内淋巴结结核,33例为非胸内淋巴结结核患者。以综合诊断结果为参照标准,m NGS对胸内淋巴结结核诊断的敏感度为89.9%(95%CI:81.7%~95.3%)、特异度为87.9%(95%CI:71.8%~96.6%)、准确率为89.3%(95%CI:82.5%~94.2%),AUC值为0.889(95%CI:0.819~0.939),明显高于Xpert、RT-PCR、TB-SAT、MGIT 960和涂片对胸内淋巴结结核检测的敏感度(68.5%、61.8%、33.7%、49.4%和11.2%)、特异度(93.9%、97.0%、97.0%、100.0%和100.0%)、准确率(75.4%、71.3%、50.8%、63.1%和35.2%)和AUC(0.812、0.794、0.747、0.653和0.556)。结论:m NGS检测对胸内淋巴结结核具有较高的临床诊断价值,尤其在其他结核病相关检测均阴性时,该技术可给临床诊断提供重要参考,但与传统的病原学检测手段相比较,特异度仍偏低,尤其在鉴别疾病良恶性时,需结合病理结果进行综合分析。

宏基因组测序技术在感染性疾病诊断中的应用价值

感染性疾病具有较高的发病率和死亡率,是目前全球主要面临的最为严重的公共卫生问题之一。病原学的快速诊断是遏制感染性疾病发生发展的重要途径。与传统的病原学检测技术相比,宏基因组二代测序(mNGS)技术具有无偏倚检测、灵敏度高、周期短等优势,目前已成为病原体诊断的一种有效工具,近几年来,基于宏基因组技术的病原检测正在加速临床应用与转化,将感染性疾病的诊断带入了"测序"时代。本文将对mNGS在感染性疾病诊治方面的应用情况、研究进展,以及面临的挑战进行综述。

下一代测序技术的临床应用规范化问题——参考美国医学遗传学与基因组学会行业标准

下一代测序(next generation sequencing,NGS)技术已经在临床实验室中得到应用。该技术的发展以及检测规模和应用范围的扩大,使基因检测成本大大降低。NGS技术在临床上的应用在不断地扩大,如疾病靶向基因组套检测、个体外显子组或全基因组分析等。同时,NGS技术也进一步改善了治疗决策和对某疾病高危人群的预测。然而,NGS技术的发展也充满了挑战性,包括测序平台和技术更新带来的选择困惑、测序结果的临床验证的不一致性问题等。为了帮助临床实验室更好地了解NGS技术、解决临床验证和正确选择NGS测序平台和方法,以及持续监控NGS并保证高质量的测序结果及其临床解释,本文结合美国医学遗传学和基因组学会(American College of Medical Genetics and Genomics,ACMG)关于NGS技术在临床上的应用的专业标准和指南进行归纳和讨论,供我国分子诊断工作者制定国内行业标准时参考。

宏基因组二代测序技术辅助诊断Q热1例

Q热是贝纳柯克斯体感染所致的人畜共患疾病,主要临床表现为高热、头痛、肌肉酸痛等,其临床症状缺乏特异性,传统病原学检测方法难以诊断,β-内酰胺类抗生素治疗无效,临床上容易误诊误治[1]。本文报道1例Q热患者,该患者因发热待诊入院。

宏基因组下一代测序技术检测肺部感染病原体研究进展

肺部感染发病率、死亡率高,是最常见和最重要的感染性疾病之一。细菌、病毒、真菌、寄生虫等一种或多种病原体均可导致肺部感染,早期、精准识别引起肺部感染的病原体对于制定治疗方案、改善预后具有重要意义。目前,肺部感染的主要诊断方法包括微生物培养法、血清学方法、抗原/抗体检测以及基于PCR的核酸检测技术等,但这些方法均存在不足。宏基因组下一代测序技术(metagenomic next generation sequencing, mNGS)可用于脑脊液、血浆、呼吸道分泌物、尿液、粪便、组织等任何种类临床样本检测,现已被广泛用于检测感染性病原体,特别适用于识别罕见或新发病原体。本文主要就mNGS用于肺部病原体感染检测研究进展作一综述。

宏基因组二代测序技术在抗生素使用后的早产儿败血症中的应用

目的探讨宏基因组二代测序(metagenomic next-generation sequencing,mNGS)在抗生素使用后早产儿败血症病原学诊断中的价值。方法回顾性分析河南省人民医院收治的45例早产儿败血症患儿的病例资料,所有患儿均给予抗生素治疗≥3d以上,且均进行了血培养及血mNGS检测,比较血培养及血mNGS检测对病原体检出率的差异。结果血mNGS检出病原阳性率高于血培养阳性率(44%vs 4%,P<0.001)。血mNGS检出病原体28株,其中细菌23株,真菌4株,细小脲原体1株。血培养检出近平滑假丝酵母菌及肺炎克雷伯杆菌各1例。抗生素使用时长>10 d组血mNGS阳性率高于血培养阳性率(40%vs 3%,P<0.001);抗生素使用时长≤10 d组血mNGS阳性率也高于血培养阳性率(53%vs7%,P=0.020)。有13例患儿依据血mNGS检测结果调整了治疗方案,治疗有效率为85%(11/13)。结论抗生素使用后的早产儿败血症中血mNGS检测病原阳性率高于血培养,且不受抗生素使用时长的影响,提示当临床高度怀疑存在病原微生物感染而血培养无法检出病原时可考虑行mNGS检测以明确病原。

宏基因组测序技术辅助诊断人型支原体及解脲支原体共同感染的成人脑膜炎的临床研究

目的通过1例由人型支原体和解脲支原体合并感染的成人脑膜炎诊治情况以及相关文献回顾,探讨宏基因组二代测序技术(mNGS)在人型支原体和解脲支原体合并中枢神经感染诊断中的应用,以提高临床医生对此类罕见感染性疾病的诊疗水平。方法总结2021年6月该院收治的1例成年人型支原体及解脲支原体合并感染脑膜炎患者的临床诊疗过程,以“Mycoplasma hominis”“Ureaplasma urealyticum”“meningitis”和“CSF”为英文关键词,通过PubMed数据库进行文献复习,检索时间为2000年1月至2021年6月。结果患者因严重的头部创伤就诊,术后出现间歇性发热,脑脊液生化检测提示急性脑膜炎。临床经验性使用美罗培南、利奈唑胺等抗菌药物抗感染治疗后,效果不佳,患者仍反复发热,原发感染灶不明确,后将脑脊液进行mNGS检测,报告结果为人型支原体和解脲支原体序列数较高,随即给予多西环素治疗,3 d后患者全身情况得到改善,症状减轻,治疗7 d后,蛛网膜下腔出血明显吸收,双侧额颞部硬膜下积液较之前逐渐减少、消失,患者身体恢复顺利,无复发征象。通过文献检索共纳入23篇病例报道,在这些报道中,有20例由人型支原体感染引起脑膜炎,3例由解脲支原体感染引起脑膜炎。结论mNGS的发展和临床应用使易被临床误诊的该类罕见病原体感染性疾病的诊疗效率有所提高。

宏基因组二代测序技术联合X-pert在肺结核中的诊断价值分析

目的探讨宏基因组二代测序技术(mNGS)联合X-pert在肺结核中的诊断价值。方法选取2022年2月至2023年12月抚州市第一人民医院收治的98例疑似肺结核患者作为研究对象,均行mNGS、X-pert检查,以临床诊断结果为准,分析X-pert、mNGS单独与联合诊断肺结核的价值。结果98例疑似患者经临床确诊为肺结核50例(51.02%),非肺结核48例(48.98%);mNGS联合X-pert诊断肺结核的特异度、阳性预测值与mNGS相同,均为100.00%;mNGS联合X-pert诊断准确度为87.76%,敏感度为76.00%,高于X-pert的72.45%、52.00%和mNGS的79.59%、60.00%,差异有统计学意义(P<0.017);X-pert、mNGS联合诊断肺结核与临床诊断存在良好的一致性(Kappa=0.756,P<0.05),而单一检测结果与临床诊断的一致性不佳(Kappa=0.454、0.595,P<0.05)。结论mNGS联合X-pert诊断可提高肺结核检出率,值得临床推广。