作者:张思玮 来源:中国科学报 发布时间:2021/5/13 14:46:44
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感染性疾病诊治迎来精准时代

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王辰

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王健伟

新冠肺炎疫情再次将感染性疾病精准诊治问题推到了全球聚光灯下。

“明确病原是感染性疾病诊疗的基础。”近日,在中国医学科学院北京协和医学院主办的第三届感染性疾病精准医学高峰论坛上,中国工程院院士、中国医学科学院北京协和医学院院校长王辰表示,感染性疾病对人类健康和全球公共卫生安全形成重大威胁,精准诊断是实现其精准防控的前提。

但现实中,病原体感染复杂多样、新发病原体不断涌现、微生物耐药形势严峻……这都给感染性疾病防治带来巨大挑战。

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徐英春

“传统病原微生物检测技术,类似于钓鱼,愿者上钩。而宏基因组测序技术(mNGS)更像是撒网捕鱼,力争一网打尽。”中国医学科学院北京协和医院检验科主任徐英春说,传统检测手段存在病原体培养周期长、成功率低、功能指标分析能力不足和难以做到广谱检测的问题,而mNGS则为解决这些问题提供了一条新的路径。

如今,mNGS已经越来越多地被应用于临床实验室,但其能否成为常规病原体诊断工具成为业内讨论的热点。

解决临床感染难题的新利器

所谓的宏基因组测序技术(mNGS)是一种对患者样本中微生物和宿主遗传物质(DNA和RNA)序列进行全面分析的检测方法。

“作为一项不依赖于培养的检测技术,mNGS具有广覆盖(细菌、真菌、病毒、寄生虫)、灵敏度高的特点,能够深入提供病原鉴定分析、耐药基因和毒力因子分析。同时,它以序列为基础,可检测新发病原体,并进行溯源分类。”中华医学会呼吸病学分会主任委员、上海交通大学医学院附属瑞金医院党委书记瞿介明教授认为, mNGS无靶标测定标本中所有微生物,灵敏度高,阴性预测价值大。

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瞿介明

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张文宏

传统病原检测涵盖临床常见病原菌,具有一定的靶向性,阳性预测价值大,其中微生物培养的方法是目前感染病原检测的金标准,通常需要3~5天才能出报告结果。病毒检测还是以针对已知病原的PCR检测和血清学检测为主,检测目标狭窄,靶标固定,难以检测新发、罕见病原以及鉴定疑难混合感染病原。

在新冠肺炎疫情防控中,mNGS大展风采。

“从新冠肺炎病原的发现和鉴定到确定核酸筛查的分子靶标,再到病毒溯源和变异监控,mNGS都发挥了极其重要的作用。”中国医学科学院北京协和医学院副院校长王健伟表示。

事实上,自2008年以来,20多个国家的大量研究表明,mNGS在诊断未明确的感染性疾病方面提供了重要的参考数据。

徐英春提供的一组数据显示,通过分析全球有关mNGS的108项研究项目,美国和中国分列研究数量前两位,其中以中枢神经系统和呼吸系统的研究为主。

因此,mNGS被业内人士认为是解决临床感染难题的新利器。

兼具敏感性和特异性

临床上在探索确定诊断病原微生物方面仍面临巨大问题。

王辰表示,40%以上的重症肺炎、50%的感染中毒症、50%~70%中枢神经系统感染都无法明确感染病原。这不仅消耗有限的医疗资源,增加医疗开销,还直接影响治疗效果,增加致死率,对整个社会造成重大负担。

“其中,最难控的依然是呼吸道传染病。”王辰直言。

这一点也得到瞿介明的认同。他表示,肺部感染病原构成复杂,新发未知病原流行频现。从病原体构成上来看,有细菌性肺炎、病毒性肺炎、真菌性肺炎、支原体肺炎……与此同时,新发病原体还层出不穷,病原微生物中超过70%的病毒来源于动物传播,而自然界超过99%微生物尚未明确。

并且,下呼吸道样本还存在采样难、易污染、甄别难的问题。

mNGS则能较好地解决上述问题。一项对92例急性呼吸衰竭成年患者气管抽吸物的研究发现,mNGS则可以一次性提供病原体、下呼吸道微生物组和宿主转录组全谱“画像”,阴性预测值可达到100%。

此外,还有研究显示,mNGS诊断感染性疾病敏感性和特异性分别为50.7%和85.7%尤其在结核分枝杆菌、病毒、厌氧菌和真菌检测方面,均优于培养法。

技术发展仍须规范发展

“无论是经典检测(形态学检查、分离培养、免疫学方法),还是快速检测(核酸检测技术),都应结合流行病学、临床特征等综合分析,去伪存真,确定其是否为真正致病菌。”瞿介明说,有了新方法不能就抛弃老方法,当然也更不能固步在老方法上,而拒绝新方法,而是应该看清不同的检测方法的适用情况。两种方法互为补充,平行送检可有效提高检出率。

瞿介明提醒,任何新技术,不能“扔进篮子就是菜”。“我们做好优选,这也是对新技术的尊重,如果全是拿到篮子里就是菜,很可能造成鱼龙混杂,毁了这个技术。”

并且,mNGS技术应用于临床也的确存在亟待解决的问题。

王健伟举例说,标本中采样过程中对样本造成的污染、人类基因组的干扰、生物信息学分析、结果判断和解释等,特别是呼吸道本身为非无菌状态,大量定植或携带微生物核酸的存在也给临床结果的判读带来了挑战。

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联盟成立

鉴于中国mNGS解读规范尚未统一、解读水平发展不均衡、解读领域人才匮乏的现状,王健伟、徐英春和复旦大学附属华山医院感染科主任张文宏等人发起成立了中国mNGS解读联盟。据悉,该联盟旨在加速mNGS解读标准制定,推进mNGS临床规范应用,助力感染性疾病精准诊断。

当然,分子诊断与测序成为感染性疾病精准诊断的重要工具,这一趋势已经无法阻挡。

“从病原体鉴定走向耐药和宿主感染等特征诊断,mNGS将逐渐迈入2.0时代。与此同时,在分级诊疗体系政策影响下,床旁快速诊断与分子诊断应联手提升医疗机构对感染性疾病诊治水平。”王辰认为,未来,mNGS将朝着规范化、规模化、精细化、自动化方向发展。

“最终希望通过多学科的协作,让更多的新技术及早发现病例,把病例控制在早期,让重症的病人更早得到救治,大幅度提高临床治疗水平。”张文宏说。(图片均由主办方提供)

相关论文信息:

https://doi.org/ 10.1073/pnas.1809700115

https://doi.org/ 10.1093/cid/ciy693

 
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