时新文献 | tNGS技术在感染性疾病中的应用价值

路遥马力

感染性疾病（尤其是呼吸系统感染）的病原体种类繁多、临床表现复杂，是全球范围内患者发病和死亡的重要原因之一。及时、准确地获得病原学证据是针对性诊疗的前提，也是改善感染性疾病患者预后的关键。然而，传统病原学检测方法存在操作复杂、耗时长、检测效率低等短板，难以满足临床诊断的高要求。病原微生物靶向测序（targeted NGS, tNGS）技术将超多重PCR与高通量测序技术相结合，可同时检测样本中几十至几百种常见病原微生物及其耐药基因，在提高灵敏度的同时，降低了测序数据量，实现了成本及性能的双重优化。
本期推文整理了“tNGS在呼吸系统感染中的应用”时新文献，主要涉及tNGS方法的病原体检测性能评估。欢迎查阅~
文献一：mNGS与tNGS检测支气管肺泡灌洗液中病原体的效能评估



背景：肺泡灌洗液（BALF）常规病原体检测需综合细菌学、真菌学、病毒学、寄生虫学等多学科，资源耗费大，且不易识别苛养的、罕见的及非典型病原体，难以满足感染性疾病临床诊疗的需求。下一代测序技术（NGS）被认为有助于改善病原检测现状，从而促进抗菌药物合理应用、改善患者临床结果。其中，mNGS具有对标本中所有遗传物质进行无偏测序的优势，有利于检测不可预见的病原体，而tNGS具有富集特定病原体及其功能基因的优势，可能会增加检测灵敏度。鉴于目前仍缺少评估上述两种方法在感染诊断中性能的研究，本研究对201例BALF标本进行tNGS和mNGS检测，通过与综合临床标准（常规病原学检查、回顾性分析及正交试验）进行比较，以评估两种方法在病原体检测中的性能。
主要结果：mNGS从173例BALF标本中共检出2995种潜在病原体（2860种细菌、4种分枝杆菌、98种病毒、18种真菌、15种寄生虫），阴性28例；tNGS从123例标本中检出294种潜在病原体（247种细菌、1种分枝杆菌、43种病毒和3种真菌），阴性78例。在标准化解读之后，tNGS和mNGS的检测性能相似。与综合临床标准相比，tNGS的总体准确率为65.6%，阳性符合率(PPA)为45.9%，阴性符合率(NPA)为85.7%。mNGS的总体准确率为67.1%，PPA为56.6%，NPA为77.2%。通过两种NGS方法检出了微小脲原体、纹带棒状杆菌、屎肠球菌、SARS-CoV-2、CMV、鼻病毒等常规检测方法未检出的病原体。
总结：本研究表明，NGS技术有可能改进BALF标本中病原体的临床检测，但其依赖于可靠的生信分析方法、基因数据库以及结果解读标准。mNGS的检测谱更广、实验流程更简单，但其对生信分析以及结果解读的要求较高；tNGS简化了生信分析和结果解读，但在文库制备环节更耗时且检测谱需要不断优化。NGS技术在罕见、非典型或未知病原体的检测中具有重要价值，可作为常规病原学检测方法的重要补充。
原文链接：Evaluation of Metagenomic and Targeted Next-Generation Sequencing Workflows for Detection of Respiratory Pathogens from Bronchoalveolar Lavage Fluid Specimens - PubMed (nih.gov)
<hr/>文献二：tNGS与mNGS在成人肺炎病原体检测中的性能评估



背景：肺部感染严重威胁人类生命健康。宏基因组二代测序（mNGS）技术已广泛应用于呼吸道感染在内的多种感染性疾病的病原体诊断。然而，价格昂贵等问题制约了mNGS的推广普及。基于此背景，本研究推出了针对呼吸道常见病原体设计的tNGS技术。为评估tNGS技术在临床实践中的价值，本研究共纳入102例诊断为肺部感染的住院患者，采集血液、痰、BALF、胸腔积液、淋巴结组织标本，同时进行mNGS和tNGS检测并对两种方法的检测性能做出比较。
主要结果：总体来看，tNGS和mNGS对下呼吸道感染标本的微生物检出率无显著差异（82.17% vs. 86.51%，P=0.41），且两种方法检出的微生物分布整体一致，均以EB病毒、肺炎链球菌和流感嗜血杆菌、白色念珠菌、人类疱疹病毒5型等呼吸道常见病原体为主。然而，mNGS额外检出了tNGS panel中未包含的20种微生物（8种细菌、5种病毒、5种真菌和2种其他微生物）。在特殊病原体检测方面，tNGS和mNGS分别检出12例和6例结核分枝杆菌复合群（MTBC），tNGS检出了20例鼻病毒A/B/C（RNA病毒），但mNGS（DNA流程）未检出。
总结：本研究表明，tNGS对下呼吸道感染标本的微生物检出率与mNGS相当。mNGS的检测谱更广、病原覆盖面更全，但tNGS能在一次检测中兼顾DNA/RNA型病原体，更具卫生经济学价值。
原文链接：Targeted next generation sequencing is comparable with metagenomic next generation sequencing in adults with pneumonia for pathogenic microorganism detection - PubMed (nih.gov)
<hr/>文献三：靶向高通量测序对早产儿下呼吸道感染的诊断价值



背景：肺炎等呼吸道感染性疾病严重威胁儿童（尤其是早产儿）的生命健康。病原微生物的准确检测、快速鉴定是精准诊断感染性疾病的先决条件，也是确定治疗策略的关键。然而，基于培养的传统检测方法在准确性和及时性方面都无法满足临床诊断的需要，PCR、基因芯片等快速检测技术单次检测仅针对单一或少数病原体，且高度依赖于临床预判。tNGS技术将多重PCR和高通量测序相结合，可快速、全面检测常见感染性病原体及其耐药或毒力基因，大大缩短了诊断时间。为评估tNGS在感染性疾病诊断和治疗指导中的整体性能，本研究共纳入20例早产儿，连续5周每周采集痰标本（N=100），分别进行常规培养和tNGS检测，并比较两种方法的差异。
主要结果：在100例痰标本中，56例的培养法和tNGS法检测结果均为阴性，44例至少一种方法阳性。在44例阳性标本中，培养法阳性仅17例，阳性率为38.6%；tNGS法阳性共35例，阳性率达79.5%。进一步分析结果显示，90.9%（40/44）的痰标本通过两种方法检出的病原体完全或部分一致，此外，大多数通过tNGS检出的病原体载量在治疗后均有所下降甚至消除。
总结：本研究表明，与培养法相比，tNGS技术在呼吸道病原体检测中的灵敏度更高。同时，通过tNGS技术诊断下呼吸道感染可以为早产儿的治疗策略提供准确的指导。这些结果揭示了tNGS在呼吸道感染性疾病诊断和病原体检测中的潜在应用价值。
原文链接：Diagnostic efficacy of targeted high-throughput sequencing for lower respiratory infection in preterm infants - PubMed (nih.gov)

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