近日，迪安诊断参与的“三代测序技术在不同样本感染病原鉴定和耐药中的临床应用研究 ”历经三年，终获成果。研究论文于2024年1月发表在国际期刊《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》（IF=5.7/Q1）。
该多中心研究项目由苏州大学附属第一医院牵头，南京鼓楼医院、江苏省人民医院、徐州医科大学附属医院等十所江苏省三级甲等医院共同参与。本次研究成果的发表，为迪安诊断三代病原检测产品的应用提供了坚实的研究数据支持。
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研究背景
感染性疾病在全球范围内是导致发病和死亡的重要原因之一，其特点表现为传播速度快、病因多样复杂以及可能累及多个身体部位。由于这类疾病的病因诊断难度大、病原体鉴别不易，使得临床在制定抗感染治疗方案时面临挑战。针对感染性疾病的临床痛点，实现对病原体的快速且精准的鉴别，并基于此助力临床开展有效的抗感染治疗是关键。
当前，尽管基于培养的传统微生物检测仍然是临床病原学鉴定的金标准，尤其是在细菌和真菌检测方面；但这种技术存在诸如检测周期长、无法全面覆盖所有潜在病原微生物等局限性。为此，病原体宏基因组检测（NGS）技术应运而生，并被众多临床指南采纳为金标准培养法的重要补充手段。其中，纳米孔（Nanopore）测序技术作为三代测序技术的代表，具有长读长、实时数据输出、设备便携和成本效益高等优势，在临床感染性疾病辅助诊断中展现出巨大潜力。
进行关于纳米孔测序技术在真实世界研究中的诊断性能评估，对于验证和推广三代测序技术在感染性疾病临床实践中的应用价值至关重要。
研究方法
该研究收集来自临床的297例疑似感染性疾病的病灶部位液体标本，标本类型包括支气管-肺泡灌洗液、中段尿、脑嵴液、血液等7种（图1），探究基于Nanopore平台的病原体宏基因检测技术，在真实临床场景下针对各感染部位的疾病诊断性能。
图1：研究设计和入组标本分布
研究结果
Nanopore测序与培养检测的阳性率和临床一致性
如表1所示，Nanopore测序与培养检测的总体阳性率分别为67.34%与33.95%，临床一致性分别为 67.34%与44.65%。就不同类型的样本而言，几乎所有类型的样本，Nanopore测序的阳性率和临床一致性都更强，特别是支气管-肺泡灌洗液（BALF）和深部痰液，Nanopore测序的表现均为培养法的两倍以上。
表1：Nanopore测序vs培养检测的阳性率和临床一致性表现
Nanopore测序的微生物分布特征
从微生物定植部位采集的样本（中段尿液、支气管-肺泡灌洗液、深部痰液）中，Nanopore测序总共检出42个属（Genus），其中有66.7%（24/42）的临床相关性低于50%。这提示我们，对于微生物定植部位来说，在解读微生物定植部位的测序结果时，临床判定至关重要。
对于正常生理条件下无菌部位采集的体液标本（脑嵴液、浆膜腔积液、血液、脓液），与定植部位相比，测序检出的微生物更可能被判定为病原体。针对此类样本检出的细菌、真菌以及病毒，它们的临床相关性分别为84.0%、60%和40%。
图2：Nanopore测序所得微生物属水平（Genus）的分布及其临床相关性
Nanopore测序的检测性能
如表2结果显示，在采用临床复合标准评价时，Nanopore测序在所有297例标本的平均灵敏度可达89.7%（95%CI 84.1-93.5%），平均特异性约为 69.0%（95%CI 59.5-77.2%）。
就各标本类型的检测表现，微生物定植部位标本的检测灵敏度均为100%，特异性则相对低于平均水平（14.3-50.0% vs 69.0%）。这可能是由于这些部位存在定植微生物，因此在疑似感染的临床场景下，病灶部位标本的真阴性（TN）结果较少所致。
无菌部位的体液标本，脓液和脑嵴液的Nanopore测序均表现较高的灵敏度（95.7%和88.2%）和特异性（100%和95.7%）。血液和浆膜腔积液样本的灵敏度和特异性分别为77.6%、62.5%和66.7%、81.3%，与已发表的mNGS检测（Illumina平台）性能持平。
表2：Nanopore测序在各标本类型中的检测性能
研究总结
综上所述，本研究通过纳入来自十个临床中心的7种感染性液体标本，为Nanopore测序在实际临床场景中的应用提供了证据。与培养法相比，Nanopore测序能检测到更多种类的微生物，但其临床相关性需要结合临床判定。对于无菌部位，Nanopore测序出色的诊断性能可为病原体鉴定和抗菌治疗提供证据。
此外，Nanopore测序对新发病原体（如新型冠状病毒）、复杂感染和机会致病性微生物感染的诊断和管理具有重要价值，还能为临床医生在培养结果阴性时、抗感染药物的选择提供参考。
通讯员：李硕
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