mNGS在真实世界研究中的临床应用价值

 

 

导读

近期,苏州大学附属第一医院检验科在 Infectious Diseases and Therapy ( IF=6.119 ) 杂志发表了一篇前瞻性研究型文章。通过对201例疑似患有急性或慢性感染患者同时进行mNGS技术检测和常规传统方法检测(Conventional tests, CTs ),收集患者的临床治疗方案,以 探究mNGS技术在病原诊断和治疗决策方面的临床应用价值 。迪飞医学作为共同作者参与了该研究的数据分析与文章撰写。

/ 研究背景 /

快速、广泛地检测感染性疾病病原体对于临床诊断和及时治疗至关重要,尤其是在病情严重的患者中尤为重要。在一个具有病原体多样性和样本类型多样性的大型队列中,我们对宏基因组下一代测序(mNGS)在实际临床中的应用价值进行了研究。

/ 研究亮点 /

与CTs检测结果相比较, mNGS技术检测敏感性为98.8%,特异性为38.5%,准确度为87.1%;

在具有随访信息的41例患者中,24例患者根据mNGS结果调整临床治疗方案,其中 70% (17/24)以上患者的临床症状得到显著改善 。

/ 研究结果 /

1. 患者临床特征

前瞻性收集215位患者的228例样本,包括34例外周血、147例痰液和47例肺泡灌洗液。其中,27位患者具有两个及以上样本。最终,来自188位患者的201例样本通过了mNGS检测的QC流程,并被纳入后续分析。所有样本中,42.6%样本具有下呼吸道感染,7例样本具有血流感染,其它样本都是不明原因感染。

 

 

图1 临床样本和质量控制数据的宏基因组分析

2. mNGS性能分析

与CTs结果相比,mNGS在所有样本整体敏感性为98.8%,其中血液样本的敏感性为100%,BALF样本的敏感性为96.6%,痰液样本的敏感性为99.2%。整体特异性为38.5%,准确度为87.1%。在检测结果方面,79.6%(160/201)的样本mNGS和CTs结果均为阳性,7.5%(15/201)的样本为双阴性结果。而双阳性样本中,有109例mNGS和CTs结果一致,其中77例在种水平具有一致性,32例在属水平具有一致性。另外,25例样本两者结果部分一致,剩余的26例样本则两者检测结果不一致。

在对109个mNGS和CTs结果一致的样本进行病原微生物组成分析时,发现其中大部分为单一病原体感染,其中38.5%为革兰氏阴性菌,20.2%为革兰氏阳性菌,10.1%为结核分枝杆菌。而24.8%的样本存在多个病原体感染,其中20.2%为多种细菌感染,3.7%为细菌和真菌共同感染,0.9%为真菌和病毒共同感染。仅有1.8%的样本存在病毒感染,4.6%的样本存在真菌感染。

 

 

图2 mNGS检测和性能分析的验证

3. 物种组成分析

对于阳性样本的病原微生物进行分析后,发现与CTS相比,mNGS结果中的细菌与病毒在统计学上具有显著性差异。同时,CTS能够鉴定到更多的真菌。对于某些病原体,mNGS能识别到物种水平,而CTs仅可识别属水平的病原体,例如奈瑟菌和假丝酵母菌。此外,14种细菌、2种真菌和4种病毒仅通过mNGS被检测到。

 

 

图3 比较mNGS与CTs检测到的病原微生物

4. mNGS结果在临床诊断和治疗决策中的应用

对于mNGS与CTs结果不一致的样本,共收集了41例患者的随访用药信息。根据mNGS检测结果,58.5%(24/41)的患者进行了临床治疗方案的调整,其中10例患者仅有mNGS结果。具体而言,16例患者依据mNGS检测到的肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌或嗜肺军团菌接受了相应的抗生素治疗,3例患者接受了奥司他韦和更昔洛韦的抗病毒治疗。此外,5例患者依据mNGS检测到的新型隐球菌、耶氏肺孢子菌或光滑念珠菌进行了抗真菌治疗。最终,超过70%(17/24)的患者在接受mNGS结果指导下,症状明显改善。

 

 

图4 mNGS结果在临床诊断和治疗决策中的应用

/ 总结 /

相比传统微生物检测技术,mNGS在病原体检出率方面具有显著优势,尤其在传染病病因确定方面发挥了重要作用,可为临床医生提供辅助的抗生素治疗决策,从而改善治疗效果。因此,在临床实践中,mNGS技术可作为病原体检测和治疗决策的有力补充手段。

*该研究使用了迪飞医学mNGS检测技术

参考文献:

Xu J, Zhou P, Liu J, et al. Utilizing Metagenomic Next-Generation Sequencing (mNGS) for Rapid Pathogen Identification and to Inform Clinical Decision-Making: Results from a Large Real-World Cohort. Infect Dis Ther. 2023;10.1007/s40121-023-00790-5.