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脑脊液病原宏基因组学应用专家共识

宏基因组学第二代测序（metagenomic next-generation sequencing，mNGS）可以非靶向检测临床标本中存在的细菌、真菌、病毒和寄生虫等病原体的核酸。在中枢神经系统（central nervous system，CNS）感染性疾病的病原体诊断方面，脑脊液 mNGS 技术已逐步应用于临床。

为推进脑脊液mNGS的合理应用，基于国内外研究成果与专家经验，中华医学会神经病学分会感染性疾病与脑脊液细胞学学组组织撰写了《中枢神经系统感染性疾病的脑脊液宏基因组学第二代测序应用专家共识》，由西北大学医学院赵钢教授、首都医科大学附属北京同仁医院王佳伟教授、中国医学科学院北京协和医院关鸿志教授担任通信作者，于2021年12月13日在《中华神经科杂志》发布。共识就mNGS应用概况，临床适应证和送检时机，标本的管理、检测、报告及实验室质控，报告的临床解读等各个方面提出了规范化意见。

 

文章要点

1. 脑脊液mNGS适应证

      脑脊液mNGS主要适用于怀疑CNS感染性疾 病患者的致病性病原体鉴定，包括病因未明的脑 炎、脑膜炎（包括脑炎与脑膜炎叠加的脑膜脑炎）和脑脓肿等疾病的患者。

 

2. 脑脊液mNGS送检时机

  1、对重症患者建议首次脑脊液检查即送检mNGS。

  2、对于高度怀疑新发病原体、罕见病原体感染，而临床缺乏其他可及的检测方法时，建议首次脑脊液检查即送检脑脊液mNGS。

  3、对于病因不明的慢性CNS感染性疾病患者，例如病因未明的慢性脑膜炎患者，首选脑脊液mNGS进行检测。

  4、对于原发性免疫缺陷、粒细胞缺乏、艾滋病、 服用免疫抑制剂等免疫功能缺陷的患者，由于病情复杂、进展快、潜在的病原体种类繁多、存在新发病原体可能，建议首次脑脊液检查即送检mNGS 。

  5、对于医院获得性急性脑炎和脑膜炎，若经过包括脑脊液传统微生物学检查在内的系统性检查（影像学检查、实验室检查）仍未能明确病因，且患者接受经验性治疗后无显著好转，建议复查脑脊液，并送检mNGS。

  6、对于社区获得性急性脑炎和脑膜炎，非重症患者一般可以先开展脑脊液传统微生物学检查，仍不能明确病因时再送检脑脊液mNGS；必要时在首次留取脑脊液时预先将 2~5 ml 脑脊液标本保存于-20 ℃冰箱，若经过脑脊液传统微生物学检查在 3d内未获得明确的病原学证据且经验性抗感染治疗无效，建议对预留的脑脊液标本进行mNGS检测 。 

  7、临床怀疑CNS感染患者的标本一般送检病原微生物DNA检测；若临床高度怀疑RNA病毒感染，例如不明原因的基底节脑炎，则需要加送RNA检测。
 

推荐意见

      对于病因不明、经验治疗效果不佳、 重症、免疫缺陷（抑制）的脑炎、脑膜炎和脑脓肿患者，建议送检脑脊液mNGS。


3. 标本的管理

1、标本类型

本共识主要基于脑脊液标本。在脑脊液标本检测结果不能辅助诊断或者不能获得脑脊液标本， 但是又高度怀疑CNS感染时，建议采集脑组织活组织检查（活检）标本或者血液标本送检。

2、标本信息

送检标本应有送检申请表，填写受检者信息， 包括标本唯一性编码、采样日期、采样时间、患者个人基本信息、标本组织类型、采样单位和临床资料等。收集标本的容器上应注明患者的唯一信息，通常可包括检测编码、受检者的姓名、送检科室和住院号等信息。

3、知情同意

标本采集前应向患者或其监护人或 者委托人告知所检测项目的目的、总体阳性率、优点和局限性、费用、预期报告时间、并告知mNGS以外的其他可选检验项目，以获得知情同意。在整个流程中，要注意保护患方的个人隐私。

4、标本采集

脑脊液标本采集可以按照临床腰椎穿刺常规操作方法，应使用严格的无菌技术，采集时充分消毒穿刺点及周围皮肤 。尽量避免脑脊液标本中混入血液。建议送检第 2 管或者第 2 管之后的标本， 送检量 2~5 ml，送检前尽量减少对标本的额外分装。

5、标本保存和运输

标本保存管应无菌、无消毒剂及防腐剂、无污染、密封性好、材质透明以便于观察。标本采集后需要采用冷链运输；采集后 4 h 内开始检测的标本在2~8 ℃保存和运输；间隔时间长于4 h短于1周的标本在-20 ℃以下保存，干冰运输；间隔时间长于 1 周的标本建议低于-70 ℃保存；标本应避免反复冻融，运输时避免剧烈震动。标本采集后应及时送检，转运标本时，严防外部微生物污染标本，同时要防止标本 内容物泄漏污染环境。
 

推荐意见

      用于脑脊液mNGS的脑脊液标本需要无菌获取，冷链运输，避免污染。
 

4. 报告的临床解读

      临床需要综合流行病学史、临床表现、影像学、 脑脊液学与血清学等检查结果，对脑脊液mNGS检测报告进行解读，尽量充分利用传统的微生物鉴定方法验证mNGS结果。

01. 阳性结果的解读

  1、报告的微生物具有神经侵袭性，且与临床经验诊断相一致，可初步确定其为责任病原体。  

  2、报告的微生物和传统微生物检查结果一致， 表明其在样本中存在，报告微生物是责任病原体的可能性很大。

  3、脑脊液中检出非人体定植菌且环境中不常见的微生物（如单核细胞增生性李斯特菌 、 猪带绦虫 、广州管圆线虫、阿米巴）时，有可能是责任病原体，因此阳性报告就应该考虑其致病可能。

  4、某些微生物的生长特点和结构特点导致其核酸提取的难度较大，检出的特异性序列数可能少，因此，阳性报告就应该考虑其致病可能；如，结核分枝杆菌的特异性序列数可以低至1个 ，隐球菌可低至 1~2个 ，白色念珠菌可低至 6个、单核细胞增生性李斯特菌可低至8个，诺卡菌可以低至12个。

  5、部分 DNA 病毒可在 CNS 潜伏，阳性结果需要综合临床病情来判断其是潜伏感染、病毒携带状态还是活动性感染。

  6、mNGS检测出阳性微生物但是传统微生物检查结果阴性时，需要根据检出微生物致病特性，结合临床综合评估其致病可能。

  7、报告微生物有可能来源于环境或者腰椎穿刺点附近皮肤定植，不同的患者和就诊场所其微生物种类不同，在人体免疫功能受损时，某些定植微生物也可能是致病菌。

  8、若同一患者的同类标本多次送检，在检测条件一致的情况下，同一种微生物序列数的变化可以 辅助判断疗效。

  9、对于免疫功能缺陷的患者，易发生CNS机会性感染（JC 病毒、CMV、隐球菌、弓形虫等） ，且临床表现不典型，要高度重视报告微生物的致病可能。

 

02. 阴性结果的解读

  1、脑脊液mNGS 阴性结果不能完全排除CNS感染性疾病；当脑脊液mNGS检测结果为阴性时， 首先排除因标本采集、运输和保存不当而造成的假阴性，如果临床仍怀疑CNS感染性疾病，可复查传统病原学检测，或者扩大病原体鉴别诊断的范围，尤其是对mNGS检测相对不敏感的病原体（如结核 分枝杆菌和乙型脑炎病毒等），必要时再次送检mNGS。

  2、脑脊液微生物DNA检测结果为阴性时需要考虑RNA病毒感染的可能，例如流行性乙型脑炎和新型布尼亚病毒脑炎等，建议送检脑脊液微生物RNA检测，并送检RNA病毒相关的抗体检测和PCR检测。

  3、脑脊液mNGS结果为阴性时，临床应关注非感染性病因的可能性，包括自身免疫性脑炎、肿瘤、CNS血管性疾病等，进一步完成相关检查与鉴别诊断。

  4、若患者近期内曾有mNGS检测阳性结果，在综合临床病情的基础上，同种标本相同病原体的复检阴性结果可能提示临床治疗有效。

 

03. 脑脊液mNGS检测后的临床应对措施

  1、对于确定的责任病原体，则展开针对性的目标治疗。

  2、临床怀疑 mNGS为假阳性结果时，则需要根据不同病原体鉴定的具体方法，选用一代测序、抗体或者抗原血清学检测、培养、脑脊液细胞学和脑活检病原体染色等技术，进行进一步验证；对于检出的罕见微生物，需要查阅文献，从各方面综合判断证实其致病性；仍不能验证或者排除的，可以进行诊断性治疗。

  3、对于 mNGS 首次在人体标本中检测到的动物源性微生物，要高度重视其作为人类新发CNS感 染性疾病病原体的可能，综合临床流行病学调查、 临床表现、病原学验证（核酸检测、抗原抗体检测、 病理学检查、病原分离培养、动物接种等）等结果来判断。

  4、如果 mNGS检测结果阴性，但检测之前的经验性抗感染治疗有效，则不能因为mNGS阴性结果而终止有效的经验性抗感染治疗。

  5、对于 mNGS 检测结果和临床表现不符合的 患者，需要评估患者的免疫功能是否受损，送检外周血淋巴细胞亚群和免疫球蛋白等，协助判断是否 是致病微生物。

 

推荐意见

      脑脊液mNGS检测到具有神经侵袭性病原体，如果与患者临床表现高度符合则可以被认为是确定的责任病原；脑脊液 mNGS 结果阴性 时，临床应关注非感染性病因的可能性，完善相关检查与鉴别诊断。

 

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。 

 

金匙医学母公司及子公司天津金匙于2020年双双取得国家高新技术企业证书认定，并于2019年和2020年蝉联清科集团评选的Venture 50最具投资价值企业，连年入选动脉网“中国创新医疗服务榜 TOP100”，在2020年中关村国际前沿科技创新大赛中荣登“病毒检测技术TOP10榜单”。

 

金匙医学已发布基于二代测序和三代测序病原微生物高通量检测产品，实现了进口和国产测序平台并双双高分通过国家临检中心mNGS室间质评。金匙医学创新推出直接针对临床样本进行宏基因组分子药敏表型预测的产品GenseqAMR。在血液样本领域，金匙医学已推出血浆及血细胞检测组合解决方案，其中，金识原®针对血浆层核酸检测已在国际检验学知名期刊《Clinical Chemistry》发表系统性临床研究性能验证文章，目前该产品已通过中检院注册检并进入NMPA三类注册临床研究。 

 

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。

 

金匙医学管理团队多位成员来自知名外资药企、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，从业时间在二十年以上。公司现有员工500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。