病原宏基因组测序技术(mNGS)是一项无偏倚、全覆盖的病原学诊断方法,可检测到样本中所有病原微生物的核酸信息,被广泛用于感染性疾病辅助诊断。但是,该技术在带给临床医生更多的诊断信息的同时,也给医生带来一些疑惑,尤其是“遇之色变”的阴性报告。导致mNGS阴性的原因有哪些?如何看待mNGS阴性报告呢?本文就相关问题予以简述。
mNGS 阴性结果可能的原因:
病原体载量低:由于患者本身感染情况、服用抗生素、样本选择欠合理等因素,导致送检样本中病原体含量较低,病原体核酸被人源核酸信息覆盖,无法捕获到相关病原体信息,造成假阴性结果。
样本质量不佳:除样本类型选择之外,样本采集手法、采样时间的选择以及样本保存等也是影响mNGS结果的常见原因。如对急性病毒性脑膜炎患者,病毒只在发病最初几小时或几天存在于脑脊液,错过最佳时间采集脑脊液样本可能无助于mNGS检测。此外,样本保存和运输条件不当可能导致微生物核酸(尤其是RNA)的降解,导致结果阴性。
核酸提取效率低:某些病原体(如真菌、结核)的细胞壁较厚,核酸提取困难,而对于无细胞(如病毒)或细胞壁较薄的病原微生物,即使应用常规的破壁方法,也会造成核酸损失,两种情况均会造成假阴性的结果。
数据库不完善:微生物数据库中,病原体菌株参考序列不完整、参考数据库具有物种偏好性以及遗传相似性过高的种属出现错误分类等,均可能导致假阴性结果。
非感染性疾病:感染性疾病和非感染性疾病的临床症状常有相似的部分,如感染性脑炎和自身免疫性脑炎临床症状相似,依赖临床表现较难区分,非感染患者的mNGS检测将出现阴性结果。
当拿到一份阴性报告,尤其是对于临床上明显存在感染征象,但mNGS检测结果却是阴性时,究竟该如何看待呢?
mNGS阴性结果的临床决策:
近两年国内专家针对mNGS报告解读发布了专家共识,如2022年发表的《重症社区获得性肺炎患者支气管肺泡灌洗液的宏基因组测序结果临床判读指导原则》和2023年发表的《下呼吸道感染宏基因组二代测序报告临床解读路径专家共识》,为mNGS报告解读提供专业指导。
结合专家共识意见,针对mNGS阴性报告可以参考以下四步走策略进行综合考量,附注进行临床治疗决策:
1.考虑报告中详细列表及“人体共生微生物及疑似背景菌列表”病原微生物致病可能性;
2.样本信息回顾,排除“漏报”可能:考虑样本中的病原微生物载量及人源序列对检测结果的干扰,必要时可查询原始数据,明确未报出的病原微生物信息;
3.了解检测方法差异:不同病原微生物检测技术优劣势明显,对于某些核酸提取困难的病原微生物如结核、真菌等,应考虑mNGS检测灵敏度较低,其性能不一定优于培养、PCR等常规检测方法。为最大程度实现mNGS技术的临床应用价值,必要时需要联合传统检测方法协助诊断,形成优势互补,真正实现病原“全覆盖”;
4.考虑mNGS检测阴性价值:综合以上因素后,结合患者临床症状,若支持非感染性疾病,建议对原发疾病进行诊治。
达瑞检验mNGS假阴性防范措施:
为尽可能提高检测性能,降低假阴性结果发生概率,达瑞检验在关键环节进行性能优化,竭力为临床提供更能真实反应样本中病原微生物情况的结果,具体举措如下:
1.提高核酸提取效率:不同微生物细胞结构差异大,提取流程中破壁过程和条件均影响核酸提取效率。为提高厚壁菌及胞内菌的核酸释放率,达瑞检验采用“三重破壁”方式,提高厚壁菌及胞内菌的检出率。
2.采用DNA和RNA共建库:一次核酸提取,针对DNA和RNA病原同时建库,减少核酸损失,实现病原全覆盖。
3.去人源验证:对于人源细胞浓度高的样本(如胸腔积液、严重血性脑脊液等),为降低病原体漏检率,设置去人源验证过程。
4.构建完整且高质量的病原微生物数据库:对权威数据库中基因组序列进行挑选、整理、去除冗余,整合达瑞检验长期临床检测数据,形成达瑞检验特有的mNGS数据库,并保持持续更新。
因此,对mNGS结果的正确解需读立足于技术特点+临床症状+样本质量,在了解技术特点的前提下,确保样本的有效性及合理性,正确评估患者病情,对阴性结果进行综合解读。