什么是呼吸道感染?
呼吸道感染是一个受到各地关注的公共卫生问题,按照感染部位可分为上呼吸道感染和下呼吸道感染。呼吸道感染的常见病原种类繁多,包括病毒、细菌、真菌、支原体、衣原体等(图1)。
对于临床而言,获得越多的病原信息,越有利于对疾病做出诊断,但靶标越多,收费越高,是临床面临的又一困境。
(图1)呼吸道感染常见病原体
1+1>2的技术革新
靶向测序技术将“PCR”和“高通量测序”的优势结合。
靶向测序(tNGS)是病原宏基因组测序(mNGS)的衍生物,是基于长期mNGS检测数据积累并明确临床常见病原谱后,以覆盖绝大部分临床常见病原微生物为目的的病原微生物检测新技术。tNGS通过物理和化学破壁技术结合,可实现厚壁菌、胞内菌及RNA病毒共提取。该技术结合了PCR检测的高灵敏度以及测序反应的高特异性,通过使用大量针对目标基因的引物对待测样品中抽提出的核酸进行超多重PCR扩增,排除宿主核酸干扰,再通过高通量测序对这些扩增产物进行同步定量分析,有效降低人源背景噪音,提升灵敏度,对待测样本的微生物进行鉴定,并对相关耐药基因分析,实现不同临床场景的核心病原鉴定,让治疗更具有针对性。
“pcr”与“高通量测序”优势结合示意图
呼吸道tNGS测序vs呼吸道多联检——如切如磋,如琢如磨
结合患者的临床症状和血液指标,临床医生能够明确感染性疾病的发生。但是由于感染存在异质性和同质性,感染病原体的明确往往较为困难。比如,根据患者的临床表现,可以诊断为肺炎,但需要从金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、支原体等可疑致病菌中进一步明确致病的病原,难度却非常大。
相较于传统的病原微生物检测技术,基于PCR技术开展的呼吸道联检系列产品已经协助临床解决了部分困境,但鉴于呼吸道感染病原谱的多变性,目前市面上的已有的呼吸道联检产品,包括三联,四联,六联还,九联,十三联,二十四联等,靶标范围远远不能满足临床需求。
呼吸道病原体靶向测序技术基于长期临床数据积累,靶标范围覆盖95%临床场景常见的呼吸道病原微生物,能够满足临床大部分需求。
呼吸道tNGS&mNGS——替代还是互补?
“病原靶向测序会不会把病原宏基因组打趴下?”有人会有这样的疑问。难道病原靶向测序抢占的是病原宏基因组测序的市场?
mNGS是通过二代测序技术,对样本中的病原微生物进行全面“捕捞”,一次检测,识别样本中存在的所有可疑微生物。由于其检测范围广,因此成本也较高,更适合用于疑难重症的感染患者。
针对初诊及一般的呼吸科住院患者,通过进行呼吸道靶向测序,将常见的病原微生物感染情况以及相关耐药信息提供给临床,可满足大部分的临床需求。如果患者所感染的病原体不在靶向病原谱范围内,则可能属于相对罕见的,甚至是新发的病原体。对于此类患者,可考虑进一步使用mNGS进行病原确定。两者相互补充,可为患者提供更具性价比的院内病原诊断诊疗路径。
综上所述,tNGS填补了目前临床呼吸道联检和mNGS之间的断层,是临床对于呼吸道感染性疾病辅助诊断技术的有效补充。
呼吸道tNGS测序在临床应用
研究表明,tNGS和mNGS对于合格下呼吸道样本的微生物检出率是相当的,并且检测到的微生物与公认的肺炎病原微生物分布整体一致。在总检测阳性率方面,tNGS和mNGS的总微生物检出率分别为82.17%和86.51%。两者之间无统计学差异(p=0.41)。(表1)
(表1) tNGS和mNGS呼吸道样本微生物检出率比较
在细菌、真菌、病毒阳性率方面(图3),tNGS和mNGS无明显差异。
(图3)tNGS和mNGS检测到的前12种微生物
因此,对于成人肺炎,tNGS在呼吸道病原微生物检测方面的效能与mNGS相当,且更具卫生经济学价值。
【参考文献】
Li S,Tong J et al.Targeted next generation sequencing g is comparable with metagenomic next generation sequencing in adults with pneumonia for pathogenic microorganism detection.J Infect.2022 Aug26:S0163-4453(22)00505-9.doi:
10.1016/j.jinf.2022.08.022.PMD:36031154