感控笔记丨李永军：二代测序在感染病诊断应用进展与技术方向

lyluoxiuhua

感控笔记丨李永军：二代测序在感染病诊断应用进展与技术方向
发布日期：2018-07-12来源： SIFIC感染官微发布人：王小虾收藏举报
讲者：李永军
整理：袁燕亭
审稿：张美丽 许缤
来源：2017年全国医院感染管理年会

在感染性疾病存在疑难危重高发、病程发展迅速、医患压力巨大的现实环境中，如何准确诊断及治疗并获得较好的疗效，是现代医学面临的难题。在2017年全国感控与耐药感染大会上，华大基因病原微生物总监李永军教授的《二代测序在感染病诊断应用进展与技术方向》为我们介绍了一种技术应用和发展方向。

高通量病原测序技术与方向
（一）临床的迫切需求
感染性疾病呼唤精准医疗，临床上感染性疾病患者联用多种抗菌药物病情不好转的现象并不鲜见，感染性疾病对高通量病原测序技术的需求比肿瘤更迫切。

（二）高通量测序变革临床微生物学

1. 传统微生物检验（细菌培养）方法的特点：流程复杂，周期漫长，方法学复杂。

2. 全基因组测序法的特点：流程简单，一站式解决，精准数据。

已培养菌株全基因测序（WGS）对培养阳性菌株的全基因测序可同步实现下列目标：
表1.png

3. 宏基因组测序方法的特点：将微生物的分离由培养时代进入非培养时代。宏基因组学测序可对非培养标本直接检测，具有以下优点：
表2.png
Genome Medicine发表的一篇文章报道德国人对脓毒血症患者进行连续监控的研究显示：对脓毒血症患者进行28天的连续监测发现连续使用抗菌药物，不同抗生素群血里细菌群构成有动态变化。

4. 基因组流行病研究将感控带入新时代：美国感控学会2017年在感控杂志上发表的文章表明，基因组分层级（定植、感染、暴发）、基因位点突变、变化趋势展示了二代测序对感控的重要性。如西雅图儿童医院运用宏基因组学对HPIV3社区感染与院内感染进行了高通量测序与进化分析。

5. 宏基因组病原测序方法学比较见下表

宏基因组病原测序方法学比较
表3.png


感染诊断应用进展与临床案例

1. 最初二代测序技术
最初二代测序技术在感染病原体诊断上得以重视，是来自新英格兰医学期刊报道的一例病例，患者为一个14岁患联合免疫缺陷综合征的男孩，2013年波多黎各旅行回国后以脑膜炎反复住院8个月，发展为脑积水和癫痫状态，曾在6周内经38项感染病原检测，期间先后联用了5种抗生素，未好转。经脑脊液高通量测序，48小时即确定病原体为钩端螺旋体，改用青霉素治疗32天痊愈出院。

图片2.png
2. 国内科研项目：2013年开展研究—确立科研项目  百万微生物组计划+临床项目：高通量测序病原快检。

3. 国外科研项目：2016年5月13日美国行动计划—科研大项目  国家微生物组计划+临床诊断：FDA感染病NGS诊断指南。

4. 高通量测序监测流程与适应症：
表4.png
5.华大基因目前可以为临床提供服务的样本类型与病原数据库

表5.png

6. 华大基因与医疗机构协作的相关研究
表6.png

7.华大基因与国内医疗机构合作的临床案例
临床案例一
应用于神经系统感染病原诊断：来自某大学附属医院怀疑脑囊虫病的患者，经脑脊液高通量测序，确定病原为绦虫，据此给出用药指导，使用吡喹酮，治疗3个月有效，复查脑脊液：寄生虫核酸水平下降两个数量级。
临床案例二
应用于全身综合性感染病原诊断：来自某军队医院的男性青年战士，于游泳训练5天后出现全身性感染，出现高热、双肺湿罗音，全身散在淤斑，使用机械通气，万古霉素治疗效果差。应用高通量测序对患者脑脊液、肺泡灌洗液、皮肤瘀斑液、血浆标本进行序列基因分析，四种标本均为脑膜炎奈瑟球菌。
临床案例三

应用于重症肺炎的病原诊断：来自上海某医院男性患者，88岁，发热伴胸闷气喘2天，咳嗽、咳痰（铁锈红色痰）、寒战、乏力、呼吸困难、呕吐，双肺可闻及弥散湿罗音，痰标本高通量测序结果为H3N2感染，确定了流感分型。

8. 通过某个数据样本进行初步总结：对于血流感染高通量测序阳性率可达25-30%，而传统血培养阳性率仅为12-15%；对于脑炎/脑膜炎的诊断，高通量测序阳性率可达20-25%，而传统血培养阳性率仅为8-10%。
9.喜讯：2016年11月华大基因病原高通量测序软件通过药监局审批，是我国乃至世界的第一个获批的病原高通量测序软件。


挑战和展望
（一）临床转化挑战与目标
实现从科研成果到临床应用要做到以下三方面：
表7.png

（二）开展多学科协作，推进感染精准医疗
在微生物组学、临床科室的共同努力下，对感染患者进行综合诊断，实现感染性疾病的精准医疗。
感悟
二次测序技术既是病原学诊断的一次革命，也是病原学诊断的一个界碑，具有里程碑式的意义。它在临床上的应用案例表明了感染病诊断及治疗的方向，为精准快速诊治感染病患者提供了技术支持，由衷地希望此项技术能尽快在临床推广使用。

ynosmile

二次测序技术既是病原学诊断的一次革命，也是病原学诊断的一个界碑,继续学习，进步！谢谢分享！

川页

二次测序技术在临床上的应用案例表明了感染病诊断及治疗的方向，为精准快速诊治感染病患者提供了技术支持，由衷地希望此项技术能尽快在临床推广使用。