邓国宏教授：感染科NGS检测的意义及解读

近年来，随着高通量测序技术，也称新一代（或下一代）测序技术（NGS）的迅猛发展，在操作流程不断简化、检测通量不断增长的同时，检测成本也大大降低，使其在感染病原体检测中呈现出一定的技术优势，并得到越来越广泛的应用。当前，基于NGS鉴别微生物的主要方式有两种：宏基因组测序（mNGS）与病原体靶向测序（tNGS）。

7月27日-29日，2023新疆医学会感染病学专业委员会学术年会在乌鲁木齐召开。会上，陆军军医大学西南医院邓国宏教授带来“感染科NGS检测的意义及解读”精彩分享。感染前沿特将精华整理成文，以飨读者。

病原宏基因组检测，无需预设，无需培养，无偏好性，直接提取临床样本中的DNA、RNA，进行高通量测序，经过专用病原数据库比对与分析，一次性完成细菌、真菌、病毒和寄生虫等病原体的检测。基于病原体核酸序列盲测的mNGS技术横空出世，成为感染病诊断的利器。  

01指南共识推荐

mNGS经历快速发展的五年，被引入多部共识/指南。 最新共识均推荐mNGS病原学诊断重要方法，包括《中国宏基因组学第二代测序技术检测感染病原体临床应用专家共识》、《高通量宏基因组测序技术检测病原微生物的临床应用规范化专家共识》、《宏基因组高通量测序技术应用于感染性疾病病原检测中国专家共识》等。  

其中《中国宏基因组学第二代测序技术检测感染病原体临床应用专家共识》推荐mNGS作为新发、罕见、疑难感染性疾病一线检测手段。推荐内容如下：

推荐意见24（强烈推荐，Ⅲ）：对于呼吸道感染，二代测序在病毒及少见病原体的检测中体现出较好的检测效能；但在细菌、真菌等病原体的检测中，二代测序尚不能准确判断菌群定植或感染状态，仍需依赖临床医师结合患者病情进行进一步分析。

推荐意见26（强烈推荐，Ⅲ）：对于新发、罕见、疑难感染性疾病，以及免疫缺陷患者，二代测序能显著提高病原体的检出率，可作为上述疾病的一线检测手段。

02存在的问题

01数据量的问题

可能存在病原体数据量不够被背景序列淹没的情况，人源核酸含量越高，mNGS敏感性越低，病原体检出序列数越少，甚至导致假阴性。

02结果解读的痛点

阈值设定、结果解读困难，因此亟待解决核心技术难题，要解决阳性阈值的设定，排除背景序列的影响，结合临床症状、流行病学进行解读。

03灵敏度低的难题

为解决这一问题，可采取核酸富集技术，包括反向富集和正向富集，反向富集检出灵敏度低，背景噪音高。正向富集相对效果较好，进行探针捕获和多重PCR扩增子的比较，发现探针杂交优势有Panel覆盖度高，无偏倚捕获，具有容错机制。

04影响技术应用效能的关键瓶颈

为突破这一瓶颈，可实施全谱捕获方案，全谱捕获超敏mNGS+融合临床-病原信息的人工智能诊断系统。

03大数据现状

01新冠相关混合感染常见/特殊细菌共存

相关数据显示2019年新冠疫情初期有47%的新冠患者存在混合感染。2022年12月11日-2023年2月9日微远大数据显示，90%以上新冠阳性样本有其它病原体共同检出，涉及细菌包括鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌、结核分枝杆菌等。其中检出显著升高的细菌有：鲍曼不动杆菌、屎肠球菌、纹带棒状杆菌。

02新冠病毒感染者合并鲍曼不动杆菌耐药

1008例鲍曼不动杆菌耐药株，458例blaOXA-23（45.44%）、344例blaTEM（34.13%）；4405例新冠阳性样本中，鲍曼blaOXA-23和鲍曼blaTEM检出率最高，在1.9-1.15日及1.23-1.29日达到峰值。

04诊治病例体会及思考

患者一般情况  

患者女性，29岁，居住重庆市主城区，银行职员。 既往史：2022年6月外院诊断HPV感染，规律我院门诊随访治疗，复查已转阴。 婚育史：未婚未育。

病情发展经过（就医前病情变化及外院诊治、疗效）

2023.06.18 经广州转机抵达巴厘岛，在巴厘岛旅行期间住宿条件较差，被蚊虫叮咬。

2023.06.26 上午：发热伴头痛，自服布洛芬，症状好转；下午：吃火锅期间出现发热，伴畏寒、寒战；夜间：出现腹泻、呕吐，呕吐物为胃内容物，大便为水样便，量及次数较多，仍感发热、头痛，未测体温。

2023.06.27 极度乏力，懒言，意识尚清，可正确对答，不能自行前往就医。后前往重庆市公共卫生医疗救治中心诊治，患者出现对答不切题。

诊断： 脓毒症、急性胃肠炎（重型）。

治疗： 亚胺培南-西司他丁钠抗感染、退热等对症治疗。

治疗应答：Tmax由40℃降至37.7℃，但易反复；出现抽搐，呼之不应，数分钟后缓解，缓解后昏睡，可回答简单问题，此后抽搐反复发作，血压下降，需血管活性药物维持血压。

病情发展经过（2023.06.27转入陆军军医大学西南医院急救部）

胸部CT：
1. 双肺背侧胸膜下少许坠积性改变；
2. 双肺结节，考虑炎性或增殖灶可能。

腹部CT：
1. 肝脏增大、密度减低，请结合临床分析；
2. 双肾实质强化减低；
3.盆腔内部分小肠肠管积液、稍扩张。

头颅CT：

颅脑CT平扫未见明显异常。

诊断：脓毒症、脓毒性休克、多器官功能障碍（肝脏、肾脏、心脏、凝血功能）、腹泻待查。

治疗：无创呼吸机辅助呼吸、镇静、退热、护肝、补液、维持电解质。

病情变化：反复抽搐，意识无好转，病情危重。

病情发展经过（2023.06.28因病情危重收入ICU）

2023.06.28 再次腰穿，脑脊液压力200mmH2O，脑脊液常规提示单核细胞比例增高，脑脊液生化提示蛋白明显增高，考虑病毒性脑炎、脑水肿可能。经验性加用阿昔洛韦抗病毒，因肾功能不全，予甘油果糖脱水。患者反复抽搐，意识障碍加深，予持续镇静，建立人工气道，呼吸机辅助呼吸。

2023.06.29 脑脊液mNGS结果提示登革病毒1型（序列数889）；外周血mNGS阴性。停用阿昔洛韦，予胸腺法新、静注人免疫球蛋白提高免疫力，抗生素调整为哌拉西林-他唑巴坦。

2023.07.03 再次腰穿，脑脊液压力降至150mmH2O，脑脊液mNGS仍检测到登革病毒，外周血mNGS阴性。  

2023.07.04 降低镇痛镇静剂量，评估患者意识为浅昏迷，未再出现明显抽搐，继续镇静，调整呼吸机模式为CPAP。

2023.07.06头颅CT提示双侧大脑半球及丘脑密度减低影，双侧脑室及脑沟回变窄，考虑颅内感染性病变仍重，GCS评分5分，考虑患者短期内意识难以恢复，需长期呼吸机辅助呼吸，行气道切开术，术后尽早脱离有创呼吸机。

2023.07.07 床旁脑电图提示中度异常，未见明显癫痫波，CT结果提示双肺背侧胸膜下少许坠积性炎症。

2023.07.08 痰培养见阴沟肠杆菌、鲍曼不动杆菌及铜绿假单胞菌，考虑细菌定植，呼吸机顺利脱机。

病情发展经过（2023.07.10转入感染病科）

2023.07.10 患者中度昏迷，间断四肢抽搐，无尿，夜间出现高热不退，Tmax 40℃，复查血常规提示白细胞明显增高，PCT明显升高，拔除深静脉置管，予美罗培南、万古霉素抗感染 ，持续镇静，冰毯冰帽降温，CRRT血液净化，病情仍无好转，家属拒绝转ICU、拒绝CRRT。 2023.07.13 上午血压下降，需血管活性药物维持血压，复查床旁胸片（-），WBC 39.58×109/L，PCT 20.90 ng/mL；中午患者心跳呼吸停止，大动脉搏动消失；下午颈内静脉导管+血培养：耐碳青霉烯阴沟肠杆菌。 死亡诊断： 重症登革热、登革脑炎、 脓毒性休克、血流感染（阴沟肠杆菌）、代谢性酸中毒、肺部感染、多器官功能障碍综合征、缺血缺氧性脑病、低钙低钠高钾血症。

总结

感染性疾病起病急、进展快，重症疑难患者病原体复杂，诊断及治疗困难，可危及生命。早期、准确地明确致病病原微生物对感染的判定至关重要，有助于改善预后。不断涌现的各种检测理论、概念和技术路线的应用是解决临床问题与病原学诊断的迫切需求。

mNGS检测技术不依赖于传统微生物培养，直接对临床样本中的核酸进行高通量测序，能够快速、客观检测临床样本中的各种病原微生物，显著提高病原检测的敏感度，对常见病原菌感染的少见表现以及罕见病原菌感染的诊断具有优势，为感染病原体的检测带来了重大变革。

后疫情时代的感染疾病诊治，迫切需要感染疾病的精准检测和精准评估既要明确病原，又要了解宿主。

专家简介

邓国宏 教授

陆军军医大学西南医院感染病科

主任，教授，博士生导师

传染病学博士

英国帝国理工学院访问学者

中华医学会肝病学分会委员

重庆市感染病专委会副主任委员

中华医学会感染病分会青年委员

教育部新世纪优秀人才

重庆市杰青、青年五四奖章获得者

重庆市“传染病学”学术技术带头人

重庆英才·创新领军人才

主要从事重症病毒感染机制及防治技术研究工作，承担973、863、国家科技重大专项、国家自然科学基金重点项目等课题15项。第一/通讯作者在Gastroenterology、 Hepatology、Gut、J Hepatol、PNAS等杂志发表SCI论文41篇。

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整理/感染前沿

审校/邓国宏教授

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