【感染科普笔记2023-6-13】纪元丨病理宏基因组（mNGS）在感染病诊断中的应用
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讲者丨纪元（复旦大学附属中山医院）
整理丨李振欣（辽宁省肿瘤医院）审核丨吴怀英（聊城市第三人民医院）来源丨2022 SIFIC暨OCAMRI联合会
mNGS技术对比传统检测项目，检测耗时短、敏感性高等优点，逐步被临床关注并推广应用。在各种不同的样本检测项目中，病理mNGS检测在疾病致病机制和诊断中发挥了重要作用。在2022年全国耐药与感染防控联合大会上，来自复旦大学附属中山医院的纪元教授详解了当前病原微生物的检测方法、宏基因技术应用临床的发展历程、病理mNGS技术的应用、优缺点，以及未来病理mNGS技术展望。
国际上感染性疾病威胁现状WHO发布“2019年全球十大健康威胁”中6个与感染性疾病相关，包括全球流感大流行、抗生素耐药性、埃博拉和其他高危病原体、疫苗、登革热和HIV。感染性疾病仍存在全球性困境。
病原微生物主要检测方法
[*]传统培养方法：涂片镜检、培养、质谱鉴定等。
[*]免疫学方法：抗原、抗体。
[*]分子诊断方法：PCR（单重、多重）、mNGS。
传统方法(培养、免疫与PCR)循证依据多，应用广泛，但阳性率低、耗时费力。分子诊断方法快速，敏感性高，检测成本相对较高，感染性疾病正确诊断，合理选择一种或多种检测方法组合是一门学问。
宏基因组学临床应用历程病原宏基因组检测(metagenomics Next Generation Sequencing,简称mNGS)特点：无需预设，无偏好性，直接提取临床样本中的DNA/RNA，进行高通量测序，经过专用病原数据库比对与生信分析，一次性完成细菌，真菌，病毒和寄生虫等病原体的检测。
[*]2014年全球首例宏基因组检测在临床应用。
[*]2018年宏基因组检测引入国内。
[*]2019年国内宏基因组检测公司在国内逐步涌现。
[*]2020年国内专家撰写共识。
[*]2021年国内对mNGS行业进行评价。
[*]2016-2022年，我国国内各行业领域，针对mNGS检测技术提出行业专家共识，共识中均对病理组织检测mNGS检测做相应说明。病理组织检测的意义十分重要。
病理宏基因检测的应用
[*]mNGS早期识别肺肉芽肿FFPE样品中的真菌和分枝杆菌感染。
[*]使用mNGS对容易污染的福尔马林固定、石蜡包埋组织进行病原体诊断需要进一步标准化。
[*]mNGS鉴定眼部及眼周结节标本微生物：结节病可能是一种病因学异质性疾病，测序可以更好地了解结节病发病机制，是诊断和治疗这种疾病的宝贵工具。
病理宏基因技术未来发展方向
[*]疫情下的思考：对新冠病毒遗传和致病机制提供线索。
[*]病理mNGS检测结果为病因诊断提供依据。
[*]石蜡包埋组织检测mNGS优势与不足。
优势：
[*]组织需要少：仅需要4微米切片5张。
[*]组织保存时间久：石蜡包埋组织储存时间久。
[*]组织形态可见：显微镜下观察疾病形态学特点，为了解少见微生物致病机制提供可能。
不足：污染是难以避免的。例如：非结核分枝杆菌、真菌。积累石蜡组织检测病例数，建立污染微生物库，总结数据分析经验控制污染。
4. mNGS1.0时代历史贡献与不足（2014-2019年1.0时代：病原鉴定）1.0时代mNGS临床应用主要获益：（1）不同症候群如脓毒症患者诊断价值高。（2）提高检测阳性率(细菌/结核/厌氧菌/真菌/RNA病毒等)。（3）提高混合感染诊断能力。（4）缩短诊断时间，降低死亡率，改善患者预后。1.0时代mNGS缺陷：（1）宿主率高，样本检测差异大，灵敏度差。（2）成本高，整体检测费用比较高。（3）背景复杂，试剂工程菌、采样或环境引入等干扰。（4）数据库要求高，近缘物种序列干扰等。（5）流程长、步服多、操作复杂。（6）稳定性与自动化取舍问题。
5. mNGS2.0时代新篇章基于探针捕获的mNGS2.0技术为感染诊断“永恒三角”，提供了全面解决方案。
[*]通过病原宏基因组学与宏转录组学，联用随机与靶向测序技术。
[*]实现病原体鉴定分型与相对定量，耐药基因与毒力因子分析，宿主转录组学免疫反应分析。
[*]从病原，药物，宿主三个维度提升感染精准医学。
6. mNGS发展方向结合宏转录组宿主信息，辅助诊断/解读病原结果。
[*]宏转录组应用。
[*]区分感染与非感染。
[*]区分细菌或病毒感染。
[*]感染的严重程度。
[*]疗效及预后监测。
[*]探针捕获感染标记物。
小 结病理mNGS技术可以了解结节病发病机制，是诊断和治疗这种疾病的宝贵工具。随着在临床的应用及探索，病理mNGS技术的优缺点不断显现。同时，不同行业领域的专家共识也不断提出。随着宏基因技术的不断发展进步，结合临床实践，取长补短，从病原、药物、宿主三个维度提升感染精准诊断，达到精准治疗，未来可期。
封面图片来自网络图文：王小虾
学习了，谢谢老师分享！
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