全球每年有超过1000万人死于感染性疾病,其中近一半的病例面临病原体不明的困境。传统的病原检测方法,如培养或特定靶向PCR,常常耗时较长或覆盖范围有限,导致部分感染成为临床诊疗的“悬案”。在此背景下,一项名为宏基因组下一代测序(mNGS)的技术,正以其“大海捞针”般的精准能力,悄然改变着感染性疾病的诊断格局。
一、什么是mNGS基因检测?
宏基因组下一代测序,简称mNGS,是一种革命性的病原体检测技术。其核心原理可以理解为对一份样本(如血液、脑脊液、肺泡灌洗液)中的所有遗传物质进行一次“无差别普查”。实验室先将样本中的DNA和/或RNA全部提取出来,打成碎片,然后利用高通量测序平台,对这些碎片进行大规模的并行测序,产生海量的序列数据。
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【时间】周一至周日 8:00-18:00
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接下来,通过专业的生物信息学分析,将这些序列与庞大的病原体基因数据库进行比对。这个过程就像在信息的海洋中撒下一张巨大的网,无论是细菌、病毒、真菌,还是寄生虫、耐药基因,只要其基因片段存在于样本中,就有机会被这张网捕获并识别出来。mNGS最大的优势在于其“无偏倚性”与“广谱性”,无需预先猜测病原体种类,即可对样本中潜在的数千种微生物进行全面筛查。

二、哪些情况最适用mNGS检测?
并非所有感染都需要动用这项先进技术,但在特定复杂或危重情况下,mNGS往往能发挥关键作用。适用人群主要包括:
- 重症与疑难感染者:如重症肺炎、颅内感染、血流感染、脓毒症休克等病情危重、常规检测无法明确病原体的患者。
- 免疫缺陷人群:接受器官移植、化疗、患有艾滋病或自身免疫性疾病等免疫力低下的个体,他们易发生罕见或机会性感染,mNGS的广谱筛查优势显著。
- 特殊病原体感染者:怀疑新发、突发传染病,或由少见、难培养病原体(如诺卡菌、布鲁氏菌、真菌等)引起的感染。
- 混合感染者:临床怀疑存在多种病原体共同致病的情况。
- 慢性或不明原因发热者:经历长期、反复发热,经过多种检查仍无法明确病因的咨询者。
需要强调的是,mNGS是一项强大的辅助诊断工具,其结果解读必须紧密结合临床信息,由经验丰富的临床医生和微生物专家共同完成。专业的检测机构,例如拥有完善生信分析流程与临床级病原数据库的万核基因,能够为临床提供更可靠、更具可操作性的检测报告。

三、一次mNGS检测的全流程是怎样的?
从样本到报告,mNGS检测流程严谨而复杂,主要包含以下几个步骤:
1. 临床样本采集与送检
根据疑似感染部位,采集最可能含有病原体的样本,如脑脊液、肺泡灌洗液、组织、血液等。样本需按规范保存并快速送至具备资质的检测实验室。
2. 核酸提取与建库
实验室技术人员会裂解样本中的细胞,提取出总核酸(DNA和RNA)。然后,将核酸片段化,加上特定的接头,构建成可供测序仪识别的“测序文库”。
3. 高通量测序
将构建好的文库放入高通量测序仪中,进行大规模并行测序,通常会在数小时内产出数千万至数亿条序列读长。
4. 生物信息学分析
这是技术的核心环节。利用高性能计算集群,将测序得到的序列与经过严格筛选和验证的病原数据库进行比对、去除人源背景序列,最终鉴定出样本中存在的微生物种类,并可能分析其耐药基因和毒力因子。
5. 报告解读与签发
生信分析结果需要经过专业审核,排除可能的污染或定植菌干扰,并结合送检信息,生成最终的临床检测报告。整个过程,从样本接收到报告发出,通常需要24-48小时。
四、一个真实的故事:来自林场的“神秘高热”
一位28岁的林业劳动者,因持续高热、剧烈头痛和肌肉酸痛入院,常规血培养、病毒筛查及影像学检查均未发现明确病因。抗生素经验性治疗数日,体温仍反复升高,病情有加重趋势。鉴于当事人有明确的野外作业史,接触环境复杂,临床医生高度怀疑可能是特殊病原体感染。

于是,采集了当事人的血液样本,紧急送检进行mNGS检测。检测结果在36小时内回报:序列数据中,钩端螺旋体的特异性序列数显著高于背景。这一关键信息迅速锁定了病原体——钩端螺旋体病,一种人畜共患病,常通过接触被患病动物尿液污染的水或土壤感染,与当事人的职业特征高度吻合。
临床随即调整治疗方案,针对钩端螺旋体使用特效抗生素。用药后,当事人的体温很快得到控制,相关症状逐步缓解,最终康复出院。这个案例充分展示了mNGS在诊断病因不明、尤其是与特殊环境暴露相关的感染性疾病中的独特价值,为精准治疗赢得了宝贵时间。
五、选择mNGS检测的温馨提示
尽管mNGS技术强大,但在考虑使用时,有几点需要特别留意:
- 并非“万能”:mNGS检测敏感性高,但也可能受到样本中病原体载量、样本采集质量、人源宿主背景等因素影响。阴性结果不能完全排除感染。
- 解读依赖专业:报告中的微生物列表需要专业解读,区分致病菌、定植菌和背景污染至关重要。建议由感染科、呼吸科、重症医学科等相关科室医生结合临床进行综合判断。
- 选择正规机构:检测的准确性高度依赖于实验室质量体系、生信分析能力与数据库的完备性。选择时,应关注实验室是否具备相关资质,其数据库是否涵盖临床常见的以及地方性病原体。在这方面,像万核基因这样专注于感染病原宏基因组检测的服务商,凭借其严格的质控标准和本地化数据库优化,能为临床提供更具参考价值的检测支持。
- 成本考量:相比传统检测,mNGS费用较高。通常建议在常规方法无法明确诊断、病情危重或高度怀疑特殊感染时,经医生评估后使用。
- 样本是关键:正确的样本类型、规范的采集时机与运送过程,是保证检测结果有效性的第一步。
话说回来,mNGS技术作为病原体诊断领域的“侦察兵”,正不断拓宽我们认知感染的边界。随着技术成本下降和流程标准化,未来有望在更多层级的医疗机构中,为更多疑难危重感染患者点亮精准诊疗的明灯。
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