病原微生物宏基因组检测

原创: 畅君基因畅

感染性疾病是当今世界严重威胁人类健康的重大疾病。目前,全球感染性疾病的发病率有所上升,而且是急危重症患者死亡的主要原因之一。

要做到防治传染病,能否及时快速的明确病原体是关键,现在的病原微生物检测面临着许多挑战。一方面可能存在多种病原体共同感染、新发或变异病原体致病。另一方面,传统的微生物检测技术又有阳性检出率低、检测时间长,假阳性或假阴性率高等等不足。因此,想要防治传染病,急需一种高效准确的病原微生物检测技术。

最初是在2014年新英格兰杂志报道了使用宏基因组辅助检测治愈了一位原因不明、反复发热、具有癫痫及脑积水症状的14岁男孩的案例,拉开了二代测序微生物检测的序幕。

2016年美国FDA出台了基于二代测序的微生物鉴定及耐药毒力分析指南,2019年Nature子刊也发表了基于二代测序技术对血液中游离微生物DNA进行测序的文章,同年我国的中华急诊医学杂志上也发表《宏基因组诊断技术在急危重症感染应用的专家共识》。

NGS在临床微生物检测中的意义

●病原体检测范围广

●可检测罕见感染病的病原体

●可检测混合感染

●无需特异性扩增

●敏感性、特异性、时效性高于传统检测

相比于传统的微生物检测技术,以16s高通量测序和宏基因组为代表的二代测序方法不需要阳性培养物,阳性筛查率高,耗时短,并且能用于混合感染的检测。

尤其是宏基因组检测技术:检测范围是所有技术中最广的,并且可以精确到病原微生物的种,还能给出耐药性、毒力分析等等信息,可以说是目前最先进的微生物检测技术,可以快速实现感染性疾病的精确诊断。

宏基因组学及宏基因组测序

宏基因组学(metagenomics)的概念在1998年被首次提出,它是指运用基因组学技术,对环境或生物样本中的核酸分子进行无差别、无选择性的测序,测序结果与已知的微生物序列数据库比对分析,从而对样本中所包含的微生物进行定性或定量分析的一种技术。

简单来说,宏基因组测序(mNGS)就是研究特定环境中的所有微生物。用宏基因组测序与传统微生物检测的区别就像是一个钓鱼一个网鱼,宏基因组检测微生物不需要提前进行分离培养,优势在于通量极大,还能发现未知的病原体。

mNGS检测病原微生物-检测范围

大地同年生物采用高通量测序技术手段,直接对感染样本进行测序,通过病原体专用数据库比对和独立开发的智能化算法分析,可快速获得2万余种病原体种属信息(包含细菌10000余种,病毒9000余种,真菌400余种,寄生虫100余种,支原体30余种,螺旋体30余种,立克次氏体30余种,衣原体30余种),并提供全面深入的检测报告,为临床诊疗提供精准诊断依据。

mNGS检测病原微生物-适用范围

对于疑似新发病原体感染,不明原因发热,疑似严重感染(如ICU患者),以及常规的胸腹腔感染,血液感染,呼吸系统感染,这些病人都可以使用我们的病原体宏基因组检测服务,另外,所有我们医生怀疑是由于感染引起的病人都可以送到我们公司来进行病原体宏基因组检测。

mNGS检测病原微生物-样本要求

全血:样本量为8mL Streck管保存,低温保存运输

痰液:样本量为3-5mL无菌、干燥冻存管保存,低温保存运输

肺泡灌洗液:样本量为3-5mL无菌、干燥冻存管保存,低温保存运输

脑脊液:样本量为2mL无菌、干燥冻存管保存,低温保存运输

胸腹水:样本量为3-5mL无菌、干燥冻存管保存,低温保存运输

尿液:样本量为3-5mL无菌、干燥冻存管保存,低温保存运输

大地同年生物病原体宏基因组检测可以使用的样本类型有全血、痰液、肺泡灌洗液、脑脊液、胸腹水、尿液等等。可以根据病人的临床病症,进行选择与病灶最相关的样本类型送检。

病原体宏基因组检测经典案例

外周血宏基因组测序检查出日本立克次氏体,明确患者病因,精准指导治疗

入院病史:男性患者,64岁,因“发热、皮疹7天,加重伴呼吸困难1天”入院

前期检测:白细胞(WBC)14.49×10^9/L;血红蛋白(Hb)137g/L;N 92.20%;降钙素原(PCT)0.607ng/mL;谷丙转氨酶(ALT)117.8u/L;谷草转氨酶(AST)127u/L;血清白蛋白(ALB)22.8g/L;血尿素氮(BUN)10.79mmol/L;血清肌酐(Cr)190.9umol/L;血气示PH 7.30,pCO242mmHg,pO244mmHg Lac6.5mmol/L;胸片:肺间质水肿

临床诊断:1.发热、皮疹

查因:血源性感染?肺部感染?自身免疫性疾病?

2.脓毒症(脓毒性休克;重度ARDS;I型呼吸衰竭;急性肝损伤;急性肾损伤)

近期用药:使用美罗培南+万古霉素,病情无好转

病原体宏基因组检测结果:检出日本立克次氏体,确诊为日本斑点热,与患者症状完全符合。明确病因后使用特效药物多西环素,经治疗后各项指标日渐好转,一个月后痊愈出院。

排版 | 大地同年生物

文字 | 来源于网络

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畅君

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