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【文献速递】mNGS临床使用指导:临床应用、优劣势及检测建议

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  • 发布时间:2021-08-20 15:41
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【概要描述】由于mNGS检测的样本来源于人体的各个部位,对样本进行加工处理(提取、建库等)、测序、数据分析等一系列过程后,检测到的微生物通常包括潜在病原体、定植菌和可能的污染菌等,且不同患者来源样本中的宿主信息、致病病原、定植菌与污染菌的比例均不同。因此,不同样本进行mNGS检测需关注的侧重点不同,才能使mNGS在临床中发挥最大价值。

【文献速递】mNGS临床使用指导:临床应用、优劣势及检测建议

【概要描述】由于mNGS检测的样本来源于人体的各个部位,对样本进行加工处理(提取、建库等)、测序、数据分析等一系列过程后,检测到的微生物通常包括潜在病原体、定植菌和可能的污染菌等,且不同患者来源样本中的宿主信息、致病病原、定植菌与污染菌的比例均不同。因此,不同样本进行mNGS检测需关注的侧重点不同,才能使mNGS在临床中发挥最大价值。

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文献信息

题目:Navigating Clinical Utilization of Direct-from-Specimen Metagenomic Pathogen Detection: Clinical Applications, Limitations, and Testing Recommendations

发表期刊:Clinical Chemistry

IF=7.292

作者:Laura M. Filkins,a,* Alexandra L. Bryson,b Steve A. Miller,c and Stephanie L. Mitchelld

     
      由于mNGS检测的样本来源于人体的各个部位,对样本进行加工处理(提取、建库等)、测序、数据分析等一系列过程后,检测到的微生物通常包括潜在病原体、定植菌和可能的污染菌等,且不同患者来源样本中的宿主信息、致病病原、定植菌与污染菌的比例均不同。因此,不同样本进行mNGS检测需关注的侧重点不同,才能使mNGS在临床中发挥最大价值。

 

1

脑脊液样本

        未能诊断和治疗的脑膜炎及脑炎感染会导致较高的发病率和死亡率,因此脑膜炎和脑炎患者的病原体检查很重要。目前,通过培养、PCR和血清学的方法对病原进行了广泛检测,但在许多情况下,病原菌仍然不明确。

需要关注的问题:

      (1)脑脊液中白细胞计数升高更可能提示是真正的脑膜炎和脑炎

      (2)脑脊液样本的最佳采集时间因感染病原体类型而异,在症状出现时收集样本对大多数病原体具有最高的敏感性

      (3)mNGS阴性结果不能排除感染;需要结合培养和血清学方法综合考虑

      (4)mNGS对在脑脊液中持续时间短或低含量病原体感染的敏感性低
 

2

血液样本

      微生物及其核酸从身体的各个器官和腔室转移到循环血液中,使血液成为诊断血流及非血流感染的合适样本。

      需采集血液样本的疾病类型有:脓毒症、培养阴性的心内膜炎、社区获得性肺炎、侵袭性真菌感染和分枝杆菌感染、有海外旅行史的发热、寄生虫感染。

      需要关注的问题:

      (1)mNGS检测的最佳临床指征仍不清楚,需要更多的临床研究来指导使用

      (2)在使用抗菌药物治疗之前或之后,mNGS均可检测病原体

      (3)如果怀疑局灶性感染,首选组织或体液进行检测

      (4)不推荐mNGS用于浅表感染的诊断

      (5)mNGS阴性结果不能排除感染

      (6)微生物检出丰度高并不等同于其为感染的病原微生物
 

3

呼吸道样本

      由于正常微生物群的存在,呼吸道样本给mNGS检测带来了独特的挑战

      需采集呼吸道样本的疾病类型有:细菌性呼吸道疾病、病毒性呼吸道疾病。

      需关注的问题:

      (1)应使用样本质量评分来评估痰液的合格性(如白细胞与鳞状细胞的比例),不对质量差的样本进行mNGS

      (2)选择高白细胞计数的BALF样本:样本质量较高且存在感染的可能性更高

      (3)与血液样本类似,mNGS阴性结果不能排除感染

      (4)假阳性结果常见的原因有:定植、污染或临床不常见的微生物

      (5)若检测到多种微生物,可能会混淆真正病原体的鉴别,因此需要结合临床实际情况进行判断
 

4

 

关节液样本

      需采集关节液样本的疾病类型有:人工关节感染

      无偏好性的mNGS检测是以往接触过抗生素或苛养菌的人工关节感染患者病原诊断的有力检测手段,mNGS在检测培养阴性的人工关节感染潜在病原体中显示出优势。
 

5

 

眼部液体样本

      眼部感染的病因往往无法确定,因为培养的临床敏感性可能较低,有针对性的检测不能覆盖所有潜在的病原体,而且眼睛的脆弱性质导致样本量很小。

      病例报告和研究表明mNGS可改善眼部感染的诊断。

mNGS检测技术的优势及局限

 

优势

  •   能够检测临床未想到的病原微生物
  •   无需预测样本中病原微生物
  •   能够检测无活性的生物体及游离核酸:在使用抗菌药物后仍可协助诊断
  •   检测罕见或变异微生物:为常规方法无法检测的病原体提供了检测方法
  •   检测时间比常规检测技术短,例如:分枝杆菌和真菌培养(2天- 8周),生长缓慢的病原菌(> 5天),mNGS测试TAT因具体          实验室而异,只需48小时左右
  •   一次检测多种微生物:一次检测可代替临床多项常规检测
  •   能够获得病原体序列信息、耐药基因信息、宿主信息

局限

  •   部分检测到的微生物临床意义不够明确
  •   目前没有报告解读的明确指导方针
  •   病原检测依赖数据库的完整性,新出现的病原体和新的耐药机制可能检测不到

采用mNGS检测的建议

  •   怀疑不可培养或非典型病原感染
  •   样本采集前已经进行了抗菌治疗,培养的结果是阴性
  •   由于手术的侵入性或患者的不稳定性,无法获得常规检测的最佳样本时,可选择合适地样本进行mNGS
  •   由于病原体载量通常在疾病的急性期(如菌血症或病毒血症)达到最高,增加的病原体的载量能够增加mNGS的敏感性,因        此建议收集疾病急性时期的样本进行mNGS检测

 

关于金匙医学

 

金匙医学成立于2017年,坐落于北京昌平中关村生命科学园,公司不断深耕分子诊断技术在感染领域的应用。金匙医学与中日友好医院、北京大学人民医院、四川大学华西医院、中国医学科学院血液学研究所血液病医院、陆道培医疗集团等顶级院所建立了深入合作关系,服务临床千余家,面向呼吸、血液、检验、重症、感染等科室,提供病原微生物宏基因组诊断产品及检测服务的整体解决方案。 

 

金匙医学北京和天津公司是国家高新技术企业,已获得国家级科技型中小企业、天津市雏鹰企业、天津市战略性新兴产业领军企业等荣誉称号;获评2020年中关村“病毒检测技术TOP10”;连续两年蝉联清科集团评选的Venture 50最具投资价值企业,动脉网评选的未来医疗100强。 

 

金匙医学是业内发布了基于二代测序和三代测序病原微生物高通量检测产品的企业,也是行业内实现进口和国产测序平台双双高分通过国家临检中心mNGS室间质评的企业。金匙医学是一家拥有直接针对临床样本进行宏基因组分子耐药表型预测产品的企业,金识原血流感染检测产品是同类产品中通过中国食品药品检定研究院注册检并进入临床试验的产品。 

 

金匙医学在北京、上海、广州、天津拥有自己的医学实验室,面积超过17000m²,在武汉、成都、西安与当地医学实验室均有合作。此外,金匙医学协助郑州、深圳、南昌、济南、昆明、海口、南京等多家三甲医院实现院内开展病原基因检测项目。

 

金匙医学多位合伙人来自顶级外资药企、硅谷著名临床诊断公司以及国内成功基因检测类公司的管理层,多数从业时间都在二十年以上。公司现有员工400余人,企业90%以上人员为生命科学和临床医学背景,普遍在基因测序、医药、诊断企业,医疗机构和微生物研究机构工作多年。企业20%以上人员拥有博士学历,50%以上人员拥有硕士学历。 

 

金匙医学已获得数个I类,II类注册证,2项已授权发明专利,二十余项计算机软著,并与多家顶级临床院所深入合作,发表20余篇高分SCI文章,其中共一和共通讯作者文章5篇。2020年7月,金匙医学研发的“病原微生物测序数据分析软件”成功获得医疗器械注册证。

 

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