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當(dāng)前位置:

二代測(cè)序技術(shù)在診斷神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病中的應(yīng)用

導(dǎo)讀

由干細(xì)胞搜丨干細(xì)胞搜網(wǎng)編輯: 神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾?。ㄒ韵潞?jiǎn)稱神經(jīng)感染性疾病)是一種常見(jiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)急危重癥,如果不能及早地識(shí)別其致病病原體,并給予針對(duì)性的抗病原治療,患者的病情往往將快速進(jìn)展、發(fā)生昏迷甚至死亡。因此,對(duì)于神經(jīng)感染性疾病的病原確定往往十分關(guān)鍵。

經(jīng)典的病原學(xué)檢測(cè)方法主要包括細(xì)菌(真菌)培養(yǎng)、鏡檢和抗體檢查,以及基于PCR的病原特異核酸檢測(cè),這些方法在神經(jīng)感染性疾病診斷中取得了很大的進(jìn)展,但在總體上其診斷靈敏度仍較低,時(shí)效性差,病原體鑒定信息和耐藥信息不全面,且對(duì)于未知或少見(jiàn)、罕見(jiàn)的病原微生物,無(wú)法進(jìn)行識(shí)別。因此,臨床診斷神經(jīng)感染性疾病的難度很大。

在二十一世紀(jì)初,以多重PCR為基礎(chǔ)的技術(shù)在感染性疾病病原學(xué)檢測(cè)中取得了很大的進(jìn)步。美國(guó)的GeneXpert快速檢測(cè)系統(tǒng)和法國(guó)的Film?Array分子診斷系統(tǒng)均實(shí)現(xiàn)了感染性疾病責(zé)任病原的高通量檢測(cè),但其一次最多只能檢測(cè)10余種病原微生物。目前已知可引起腦炎的病毒就超過(guò)100種,且病原體種類正在不斷增長(zhǎng),故目前的病原體檢測(cè)方法尚不能有效涵蓋臨床感染性疾病的病原譜。

二代測(cè)序技術(shù)(next?generation?sequencing,NGS)又稱為下一代測(cè)序技術(shù)和高通量測(cè)序,其可一次性對(duì)幾百萬(wàn)到十億條DNA分子進(jìn)行并行測(cè)序,是一組較一代測(cè)序通量更高、成本更低、用時(shí)更短且自動(dòng)化程度更高的測(cè)序技術(shù)。因其可對(duì)一個(gè)物種的轉(zhuǎn)錄組和基因組進(jìn)行深入、細(xì)致、全貌的分析,所以又被稱為深度測(cè)序。

從2010年開始,采用NGS檢測(cè)診斷感染性疾病開始逐漸從國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、疾控中心過(guò)渡到臨床。最早使用的NGS平臺(tái)為2005年發(fā)布的GS20測(cè)序儀,與之前基于Sanger測(cè)序原理的測(cè)序儀器相比,其獲得的微生物基因組數(shù)據(jù)量提高了百倍。從此之后,各家公司也分別推出了其各自的基于NGS的檢測(cè)儀器。

隨著NGS診斷神經(jīng)感染性疾病的研究越來(lái)越多,從2013年以前每年發(fā)表1-2篇研究報(bào)道,發(fā)展到2014年的6篇、2015年的13篇,目前NGS已經(jīng)成為臨床神經(jīng)感染性疾病診斷的有效工具之一。

神經(jīng)感染性疾病病原學(xué)診斷現(xiàn)狀

神經(jīng)感染性疾病在臨床上主要表現(xiàn)為腦炎和腦膜炎,也可表現(xiàn)為腦膿腫(硬膜外、硬膜下、腦實(shí)質(zhì))及腦肉芽腫等。神經(jīng)感染性疾病確診的依據(jù)在于從腦實(shí)質(zhì)或腦脊液內(nèi)檢測(cè)到病原生物的存在,而引起神經(jīng)感染的病原生物主要包括病毒、細(xì)菌、真菌、寄生蟲、螺旋體、立克次氏體等。由于血腦屏障的存在,在血清內(nèi)難以檢測(cè)到有效的病原體信息,只有在腦脊液甚至腦實(shí)質(zhì)內(nèi)才能檢測(cè)到,而腦脊液取材相對(duì)困難、標(biāo)本量小,均限制了神經(jīng)感染性疾病病原體的檢出。

近幾年來(lái),由于新發(fā)病原體感染[重癥急性呼吸綜合征(severe?acute?respiratory?syndrome,SARS)病毒、埃博拉病毒、寨卡病毒]的不斷涌現(xiàn),耐藥細(xì)菌不斷出現(xiàn),以及器官移植或免疫性疾病治療后各種條件致病菌的感染,感染性疾病再次回到臨床醫(yī)師的視野中。但感染性疾病的病原種類繁多,傳統(tǒng)的免疫學(xué)檢測(cè)及病原微生物培養(yǎng)等手段,在鑒定感染性疾病的病原方面耗時(shí)、費(fèi)力,難以及時(shí)地為臨床提供可靠的診斷依據(jù),使不少感染性疾病患者未能得到及時(shí)、有效的治療,導(dǎo)致其預(yù)后不良。

NGS在神經(jīng)感染性疾病診斷中的意義

2014年,加州大學(xué)CharlesY.Chiu團(tuán)隊(duì)在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》報(bào)道了世界第一例通過(guò)NGS檢測(cè)診斷的神經(jīng)感染病例。一位反復(fù)頭痛、發(fā)熱接近1年的患者,在進(jìn)行了38種不同的診斷試驗(yàn)(從血清學(xué)到培養(yǎng)和活檢),仍然無(wú)法明確其致病病原體,并進(jìn)入了昏迷狀態(tài),而最終使用NGS檢測(cè)明確其為鉤端螺旋體感染后,給予針對(duì)性的青霉素治療,最終患者轉(zhuǎn)危為安。

此后,多個(gè)高質(zhì)量的個(gè)案報(bào)道和臨床研究已經(jīng)表明,NGS有潛力成為神經(jīng)感染性疾病的診斷工具。對(duì)于并非臨床常見(jiàn)而沒(méi)有在多數(shù)醫(yī)院常規(guī)開展檢測(cè)的囊蟲、布氏桿菌、螺旋體等病原體,或者培養(yǎng)方法較復(fù)雜或非常規(guī)開展的李斯特菌、奴卡菌等病原體,NGS檢測(cè)可以規(guī)避常規(guī)檢查的不足。

總體上,目前估計(jì)有30%-60%的腦炎病例即使經(jīng)過(guò)全面深入的檢查,仍然無(wú)法明確其病因。使用NGS檢測(cè)可診斷病毒性(DNA病毒和RNA病毒)腦炎。使用DNAse可以通過(guò)降低人源化核酸的背景,從而顯著提高病原微生物的檢出率(30-50倍)。最關(guān)鍵的是,使用NGS檢測(cè)時(shí),可以在完全沒(méi)有先驗(yàn)信息或者臨床傾向性的時(shí)候檢測(cè)到病原,因此可對(duì)于少見(jiàn)、罕見(jiàn)感染或者新發(fā)的感染性病原體進(jìn)行檢測(cè)。

除了這些已知感染人類的病原體以外,基于宏基因組的NGS檢測(cè),還可識(shí)別一些此前未知的可以引起人類疾病的病原體。

如2015年,德國(guó)報(bào)道了3例基底節(jié)腦炎患者,通過(guò)NGS在腦內(nèi)檢測(cè)到松鼠博爾納病毒,患者臨床上以基底節(jié)病變?yōu)橹鳎l(fā)病急驟,死亡率高,這是第一次發(fā)現(xiàn)松鼠博爾納病毒傳染人類的證據(jù)。

2015年,日本Sakiyama等報(bào)道了4例表現(xiàn)為腦脊髓膜炎的漁民,常規(guī)檢查包括活檢都未能明確其致病病原體,而通過(guò)NGS檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其是感染了以前從未曾報(bào)道的屬于古細(xì)菌域的嗜鹽菌(Halobacterium),在給予復(fù)方磺胺甲惡唑治療后患者完全好轉(zhuǎn)。上述報(bào)道均表明,NGS檢測(cè)可以診斷出一些罕見(jiàn)的、新發(fā)的或者不典型的病原微生物,如鉤端螺旋體、星狀病毒、古細(xì)菌、博爾納病毒等,從而深化人們對(duì)神經(jīng)感染性疾病的認(rèn)識(shí)。

2016年,西京醫(yī)院趙鋼教授團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜獲得了科技部“組學(xué)特征譜在腦膜炎病原學(xué)診斷中的應(yīng)用”的重大專項(xiàng)研究成果,拉開了國(guó)內(nèi)NGS技術(shù)在神經(jīng)感染領(lǐng)域的使用。此后,協(xié)和醫(yī)院關(guān)鴻志教授和華大基因聯(lián)合進(jìn)行了中樞神經(jīng)感染腦脊液NGS檢測(cè)的系列研究,已經(jīng)先后報(bào)道了皰疹病毒、李斯特菌、布氏桿菌等相關(guān)病原體引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染。

2017年,復(fù)旦大學(xué)華山醫(yī)院感染科張文宏教授團(tuán)隊(duì),應(yīng)用NGS技術(shù)在1例眼內(nèi)炎患者的玻璃體液中檢測(cè)到偽狂犬病毒(pseudorabies?virus,PRV),首次證實(shí)PRV可以感染人類,并引起眼內(nèi)炎。最近,由北京協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)科關(guān)鴻志教授牽頭的多中心腦炎協(xié)作組,使用NGS技術(shù)在世界上首次報(bào)道了PRV導(dǎo)致人類腦炎的病例。我國(guó)在使用NGS診斷神經(jīng)感染的技術(shù)進(jìn)展上基本與世界同步。

腦脊液NGS病原診斷應(yīng)用面臨的問(wèn)題

盡管腦脊液NGS檢測(cè)給神經(jīng)感染的病原學(xué)檢查帶來(lái)了很大變革,但目前NGS的檢測(cè)和解讀仍然存在著很多問(wèn)題。不同于NGS檢測(cè)在遺傳性疾病中的應(yīng)用,感染性疾病待測(cè)標(biāo)本的成分復(fù)雜、病原微生物核酸水平較低等因素均制約了腦脊液病原微生物的NGS檢測(cè)。

一、靈敏度有待提高

首先存在的問(wèn)題是靈敏度,盡管NGS檢測(cè)在診斷少見(jiàn)、罕見(jiàn)病原體方面展現(xiàn)了優(yōu)于傳統(tǒng)方法的巨大實(shí)力,但對(duì)于常見(jiàn)的結(jié)核分枝桿菌、隱球菌等病原體,其靈敏度并不強(qiáng)于傳統(tǒng)方法。對(duì)于這些常見(jiàn)病原體,反倒經(jīng)常是傳統(tǒng)方法檢測(cè)不到,NGS檢測(cè)也查不到;而即使傳統(tǒng)方法檢測(cè)到這些病原體,NGS仍然可能檢測(cè)不到或只檢測(cè)到極少量特異的片段,難以確定其準(zhǔn)確性。

例如對(duì)結(jié)核分枝桿菌的宏基因組檢測(cè),目前最優(yōu)的方案仍然是在MGIT960液體培養(yǎng)的基礎(chǔ)上再進(jìn)行NGS測(cè)序。究其原因,可能在于常見(jiàn)病原體的致病力較強(qiáng),僅需少量病原體即可致病,而對(duì)少量病原體的檢測(cè),NGS并不優(yōu)于傳統(tǒng)的培養(yǎng)和PCR檢測(cè)。

另一方面,結(jié)核分枝桿菌可以是胞內(nèi)菌,而目前的檢測(cè)方法主要是用腦脊液上清進(jìn)行檢測(cè),就有可能漏掉胞內(nèi)感染的結(jié)核分枝桿菌;而結(jié)核分枝桿菌由于核酸中GC含量比較高(超高60%),多數(shù)細(xì)菌的解鏈方法不能充分將結(jié)核分枝桿菌的核酸鏈解開,因此在適合多數(shù)病原微生物的標(biāo)本處理?xiàng)l件下,并不能有效地達(dá)到檢測(cè)結(jié)核分枝桿菌的效果。

故對(duì)部分抗酸染色或GeneXpert檢測(cè)結(jié)果陽(yáng)性確診的結(jié)核性腦膜炎患者,NGS仍然只能在其腦脊液內(nèi)檢測(cè)到少量或根本沒(méi)有檢測(cè)到結(jié)核分枝桿菌的片段。目前對(duì)臨床標(biāo)本直接進(jìn)行NGS檢測(cè)來(lái)診斷結(jié)核分枝桿菌感染難度很大,而作為替代,往往是將臨床標(biāo)本進(jìn)行結(jié)核培養(yǎng)后再進(jìn)行NGS檢測(cè),以此提高臨床標(biāo)本檢測(cè)的陽(yáng)性率。

除了病原體的載量和特性的因素外,對(duì)于一些存在機(jī)體免疫反應(yīng)進(jìn)而引起損害的感染性(后)腦炎,如乙型腦炎,主要依靠血清學(xué)檢查檢測(cè)患者體內(nèi)的乙型腦炎病毒抗體來(lái)診斷,即使最靈敏的RT-PCR檢測(cè)也只能在10%患者腦脊液內(nèi)檢出其核酸片段,故對(duì)于這些患者,NGS檢測(cè)的診斷意義有限,抗體檢測(cè)可能是其更為有效的臨床診斷方法。

因此,NGS雖然是高通量檢查,并理論上可以檢測(cè)幾乎所有病原微生物,但并不能完全替代臨床所有的病原體檢測(cè)方法。這要求我們一方面繼續(xù)優(yōu)化NGS的檢測(cè)方法,使其可以盡可能多地覆蓋病原體的范圍和提高檢出率,另一方面又要了解NGS技術(shù)的局限性,從而在進(jìn)行NGS檢測(cè)的同時(shí),要保留或探索其他有效的病原體檢測(cè)方法作為補(bǔ)充或驗(yàn)證。

對(duì)于部分顱內(nèi)膿腫或肉芽腫患者,由于其病灶局限于腦實(shí)質(zhì),釋放到腦脊液中的病原體含量有限,因此對(duì)于這些疾病,只有對(duì)組織標(biāo)本進(jìn)行NGS檢測(cè)才可能測(cè)得病原體。而腦組織與腦脊液在組成上差異很大,因此NGS檢測(cè)的樣品背景和組成都會(huì)影響到檢測(cè)結(jié)果。然而由于腦組織取材困難,目前對(duì)腦組織病原微生物的NGS檢測(cè)探索還比較少。

二、腦脊液NGS病原體檢測(cè)的診斷特異度較低

特異度較差是制約NGS臨床應(yīng)用的另一個(gè)主要問(wèn)題,在NGS報(bào)告中經(jīng)??梢钥吹讲恢虏〔≡w、不相關(guān)病原體、不明確病原體。與胃腸道、呼吸道不同,由于血腦屏障的存在,曾經(jīng)研究者認(rèn)為腦內(nèi)不存在微生物,因此只要腦脊液內(nèi)檢測(cè)到細(xì)菌或病毒即意味著神經(jīng)系統(tǒng)感染的存在,對(duì)于既往的染色、培養(yǎng)等技術(shù),這一原則均能成立。

但隨著NGS技術(shù)的出現(xiàn),在腦脊液內(nèi)可檢測(cè)到很多不同物種的片段。標(biāo)本里經(jīng)??梢詸z測(cè)到多種無(wú)法解釋的病原微生物的特異讀長(zhǎng),其部分原因可能在于標(biāo)本、試劑的污染,如環(huán)境微生物混雜其中(如植物、植物病毒等),難以判別。對(duì)于這些污染,需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控和標(biāo)本間數(shù)據(jù)的比對(duì)進(jìn)行排除。

因此,為了明確診斷,對(duì)于NGS檢測(cè)到的病原體信息往往需要使用傳統(tǒng)方法進(jìn)行驗(yàn)證如關(guān)鴻志教授所診斷的PRV腦炎患者,均由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)韓軍研究員團(tuán)隊(duì)對(duì)標(biāo)本進(jìn)行血清學(xué)檢測(cè)予已確診。針對(duì)未來(lái)復(fù)雜的臨床樣本如血液、拭子、糞便等,數(shù)字PCR聯(lián)合NGS技術(shù)可以提高檢測(cè)目標(biāo)序列的靈敏度,以協(xié)助感染性疾病診斷。

多個(gè)實(shí)驗(yàn)室的報(bào)告也發(fā)現(xiàn),腦脊液NGS測(cè)序中存在著一些較為常見(jiàn)的細(xì)菌成分,如丙酸痤瘡桿菌、伯克霍爾德菌和不動(dòng)桿菌等。健康人或患者的腦組織和腦脊液內(nèi)是否會(huì)存在一個(gè)類似于低載量腸道菌群的微生物構(gòu)成,值得探索。

尤其是最近研究發(fā)現(xiàn),在非神經(jīng)感染性疾病如阿爾茨海默病或肌萎縮側(cè)索硬化患者的腦脊液和腦實(shí)質(zhì)內(nèi),可檢測(cè)到真菌、細(xì)菌或病毒的核酸片段和特異蛋白成分,提示病原微生物是神經(jīng)變性病潛在的觸發(fā)因素可能,但其臨床意義目前尚未完全明確,而其是否能成為最終的治療靶點(diǎn)還有待探索。借助于NGS技術(shù),將可能重新認(rèn)識(shí)病原微生物與神經(jīng)系統(tǒng)的相互作用模式和意義。

NGS檢測(cè)在神經(jīng)感染性疾病中應(yīng)用策略

NGS技術(shù)在感染性疾病的診斷中具有極大的潛在價(jià)值,但也仍然有很大的局限性。目前已經(jīng)報(bào)道的NGS輔助診斷神經(jīng)感染的研究多為病例報(bào)道,多數(shù)情況下只能檢測(cè)到可疑的病原微生物特異讀長(zhǎng),即高通量測(cè)序時(shí),讀出每一個(gè)片段的序列信息,而作為臨床診斷依據(jù)還缺乏明確的標(biāo)準(zhǔn),往往還需要通過(guò)經(jīng)典病原學(xué)方法或臨床治療效果對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。因此,在臨床上使用NGS診斷神經(jīng)感染性疾病,需要在優(yōu)化NGS檢查方法的同時(shí),繼續(xù)完善NGS的驗(yàn)證和解讀。

一、NGS檢測(cè)結(jié)果的解讀——腦內(nèi)責(zé)任病原體的鑒定和微生物菌群的意義分析

NGS檢測(cè)診斷中樞神經(jīng)感染的核心是對(duì)責(zé)任病原體的識(shí)別。由于NGS檢測(cè)往往可以得到大量背景或者無(wú)關(guān)微生物片段,從中尋找或識(shí)別責(zé)任病原極為關(guān)鍵。目前常用的方法包括以下幾種。

1.?建立責(zé)任病原列表:對(duì)已報(bào)道的可致人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染的細(xì)菌、真菌、病毒等微生物建立列表,一旦在NGS檢測(cè)中出現(xiàn)該致病病原體的片段,即認(rèn)定為是致病病原體。這種方法對(duì)于致病性強(qiáng)或人類極少接觸的病原體,如布氏桿菌、鉤端螺旋體等病原體的診斷意義較大,而對(duì)于在機(jī)體中存在潛伏感染的病毒或者條件致病菌,因?yàn)椴荒軈^(qū)分其為現(xiàn)癥感染還是潛伏感染,而需要慎重判斷。

2.?建立腦脊液常見(jiàn)微生物數(shù)據(jù)庫(kù):對(duì)于各實(shí)驗(yàn)室、檢測(cè)單位在NGS檢測(cè)中常見(jiàn)的背景微生物建立數(shù)據(jù)庫(kù),記錄其檢測(cè)到的常見(jiàn)片段數(shù)目。一旦在臨床標(biāo)本NGS檢測(cè)中出現(xiàn)不屬于常見(jiàn)背景菌范圍的可疑病原體片段,或某種微生物的所檢片段數(shù)目明顯超過(guò)背景微生物數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù),則將其列入可疑的責(zé)任病原體,并進(jìn)一步用其他方法進(jìn)行驗(yàn)證。該策略尤其適合病毒感染引起的腦炎,如單純皰疹病毒感染患者腦脊液內(nèi)可以檢測(cè)到絕對(duì)和相對(duì)數(shù)量都極高的單純皰疹病毒片段。

3.?腦脊液微生物菌群的意義:腸道菌群對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響目前已得到廣泛認(rèn)可,但腦內(nèi)是否存在著一個(gè)類似的微生物菌群,目前還存在爭(zhēng)議。目前的測(cè)序結(jié)果在檢測(cè)到可疑病原的同時(shí),往往會(huì)檢測(cè)到很多“不相干”微生物的片段,傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為其是系統(tǒng)污染或?qū)嶒?yàn)室污染導(dǎo)致,而不予關(guān)注。但多個(gè)實(shí)驗(yàn)室的報(bào)告也發(fā)現(xiàn),存在著一些較為常見(jiàn)的細(xì)菌成分的組成,如丙酸痤瘡桿菌、根瘤菌等。

健康人或者患者的腦組織和腦脊液內(nèi)是否可能存在一個(gè)類似于腸道菌群的微生物構(gòu)成,值得探討。在非神經(jīng)感染性疾病如AD或ALS患者腦脊液和腦實(shí)質(zhì)內(nèi)可檢測(cè)到真菌、細(xì)菌或病毒的核酸片段和特異蛋白成分,但其臨床意義目前尚未完全明確。借助于NGS技術(shù),可為探索神經(jīng)變性病和神經(jīng)感染的關(guān)系提供線索和依據(jù)。

二、NGS檢測(cè)結(jié)果的驗(yàn)證——建立完整快速的神經(jīng)感染性疾病診斷體系

盡管NGS檢測(cè)在診斷神經(jīng)感染性疾病病原時(shí)經(jīng)常給出意想不到的病原體信息,但通常只有不到1/3的待檢標(biāo)本可以檢測(cè)到明確的病原體信息。即使在腦脊液中通過(guò)NGS檢測(cè)到可能的責(zé)任細(xì)菌、真菌或病毒片段,其占總片段的比例也經(jīng)常極低,甚至只有數(shù)個(gè)片段,難以作為確診依據(jù)。因此,NGS檢測(cè)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染診斷中往往只具有提示意義,而在檢測(cè)到非臨床常規(guī)篩查的病原體時(shí),需要進(jìn)一步使用經(jīng)典的病原體檢測(cè)方法進(jìn)行確診。

如在非疫區(qū),NGS檢測(cè)往往可以出人意料地檢出散發(fā)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)布氏桿菌染,而最終都必須通過(guò)布氏桿菌的抗體檢查予以驗(yàn)證。這就需要在臨床上發(fā)展完善的病原體驗(yàn)證檢測(cè)體系,尤其是對(duì)于一些常見(jiàn)方法不易檢測(cè)到的病原微生物,如奴卡菌和厭氧菌因?yàn)椴灰着囵B(yǎng),常規(guī)培養(yǎng)陽(yáng)性率極低,當(dāng)NGS檢測(cè)有相關(guān)病原片段被查到時(shí),可以有針對(duì)性地調(diào)整腦脊液培養(yǎng)的方案,以提高相關(guān)病原培養(yǎng)的陽(yáng)性率。

由于目前的NGS檢測(cè)成本仍然較高,還不能在臨床廣泛普及,也影響到其時(shí)效性。因此,對(duì)于一些發(fā)病急驟、進(jìn)展迅速的急性中樞神經(jīng)感染患者,需進(jìn)一步發(fā)展即時(shí)的病原體檢測(cè);而對(duì)于NGS檢測(cè)靈敏度較低的病原體,建立較為完備的診斷方法庫(kù)具有重要價(jià)值。

NGS也只是一種病原檢測(cè)方法,所以同樣存在其監(jiān)測(cè)的盲點(diǎn)和誤區(qū),對(duì)NGS檢測(cè)結(jié)果不切實(shí)際的期待、依賴和解讀,不僅推高了臨床檢測(cè)成本,且使有效檢查無(wú)法順利開展,從而同樣帶來(lái)誤診和漏診。

因此,盡管Brown等建議將NGS作為腦炎病原學(xué)診斷的常規(guī)方法開展,但同時(shí)仍然要將單純皰疹病毒、水痘-帶狀皰疹病毒和腸道病毒等常見(jiàn)病毒的PCR檢測(cè)放在一線檢查行列。

三、NGS檢測(cè)方法的優(yōu)化——根據(jù)可能的責(zé)任病原體類型選擇最優(yōu)測(cè)序方案

目前臨床推出的NGS病原體檢測(cè)多數(shù)仍采用通用的標(biāo)本處理和測(cè)序方案,其在未了解臨床具體病歷資料的情況下進(jìn)行檢測(cè),雖然方便了送檢流程,并降低了檢測(cè)成本,但由于不同標(biāo)本和病原微生物(細(xì)菌、真菌、病毒、寄生蟲等)在測(cè)序時(shí)所需的最優(yōu)處理?xiàng)l件和生物信息分析不同,導(dǎo)致目前并不能讓一種NGS檢測(cè)流程適合于所有的感染性病原體。

這就需要在下一步的測(cè)序研究中,根據(jù)患者的病史和臨床檢查推測(cè)可能的病原體,有針對(duì)性地進(jìn)行標(biāo)本預(yù)處理后再測(cè)序,甚至對(duì)于測(cè)序結(jié)果的生信分析采用不同的策略,以期在適度兼顧各種未知病原體的同時(shí),提高特殊病原體的檢出率。

除此之外,目前僅以檢測(cè)到的病原體Reads作為診斷依據(jù)的方法誤差較大,需要設(shè)定一定的標(biāo)準(zhǔn)和流程來(lái)確定檢測(cè)到的病原體是否為責(zé)任病原體,并根據(jù)不同類型病原體設(shè)計(jì)針對(duì)性的隨機(jī)雙盲試驗(yàn),來(lái)評(píng)估測(cè)序方法的有效性。

展望

隨著測(cè)序技術(shù)的進(jìn)展和成本的下降,NGS技術(shù)在臨床的應(yīng)用日益廣泛,美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局建議對(duì)特定的待檢樣本進(jìn)行NGS檢測(cè)時(shí),可以探索合適的步驟做成一個(gè)系統(tǒng),從而最大程度地優(yōu)化責(zé)任病原微生物的檢出。

下一步,NGS技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn)是如何對(duì)特定標(biāo)本和可能病原體,在已有的檢測(cè)系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化,從而提高責(zé)任病原體檢出的靈敏度和特異度。

此外,還應(yīng)重視的是,由于NGS檢測(cè)范圍和深度顯著超出傳統(tǒng)方法,因此對(duì)其檢測(cè)結(jié)果的評(píng)估與傳統(tǒng)微生物檢測(cè)方法的效果評(píng)估不同,需要發(fā)展新的NGS檢測(cè)特異度和靈敏度評(píng)估策略,才能為將來(lái)NGS檢測(cè)的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。


來(lái)源:診斷學(xué)理論與實(shí)踐??2018年7月第17卷第4期

作者:馮國(guó)棟?賀旻?汪昕(復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科)