宏基因组测序（mNGS）与靶向测序（tNGS）在BALF样本中的病原检测价值

导读

病原微生物宏基因组二代测序（mNGS）以全面、高效、无需预设等优势，获得临床的广泛认可，目前已经成为感染病因诊断的主要检测手段。

然而临床样本中，宿主信息往往占测序数据量中的90%以上，而微生物的信号相对较弱，因此可能存在宿主基因干扰、分型困难等局限性，为了解决这一技术困境，病原靶向测序技术应时而生。

病原靶向测序（tNGS）通过超多重PCR扩增与高通量测序两种技术的结合，能够对测样本中几十种至上百种已知病原微生物及其毒力和/或耐药基因进行检测。

对低浓度的病原微生物的检测，特别是其毒力和/或耐药基因检测，与病原宏基因组测序（mNGS）相比，tNGS具有病原谱范围明确，可覆盖临床常见病原体、测序成本低等优势。

因此，tNGS在临床检验领域正受到越来越多的关注。

                                 

宏基因组测序（mNGS）与靶向测序（tNGS）都是基于高通量测序技术和其他辅助分子检测技术的病原检测方法。

两者的区别在于为NGS准备或提供不同的检测靶标。应用层面，最大的区别是不同的病原种类覆盖范围和检测成本。而对于二者敏感性、特异性、准确性等检测性能指标，目前少有全面系统的评价。

支气管肺泡灌洗液（BALF）标本是呼吸道感染病原体检测的常见样本及理想标本，检测结果能够较好辅助呼吸道相关感染的病原学诊断，临床应用比较成熟。

本研究以BALF为标本，将mNGS和tNGS两种方法检测的结果与复合临床标准进行比较，验证这两种方法的病原学检测性能。

材料和方法

2019年12月至2021年1月从约翰霍普金斯医院收集BALF样本。

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临床检测方法

革兰氏染色和定量需氧细菌培养、军团菌培养、真菌染色和培养、严重急性呼吸综合征冠状病毒2 PCR、呼吸道病毒多重PCR、巨细胞病毒多重PCR

肺孢子菌直接荧光抗体染色或PCR检测

曲霉半乳甘露聚糖抗原测试

分枝杆菌染色和培养、结核分枝杆菌PCR(Xpert MTB/RIF；Cepheid)

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检测流程

结果

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检测效能比较

灵敏度/检测限度、精度和交叉反应性：

共计201份BALF标本进行mNGS和tNGS检测和分析。

mNGS流程从173个标本中检测到了2995种潜在病原体(2860种细菌、4种分枝杆菌、98种病毒、18种真菌和15种寄生虫)，28份标本检测为阴性。tNGS流程从123份BALF体液标本中鉴定出294种潜在病原体（247种细菌、1种分枝杆菌、43种病毒和3种真菌)；78例标本检测为阴性。

总体而言，mNGS和tNGS对细菌、真菌和病毒的检测范围相当。

两个检测流程的重现性为100%。

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方法学性能

NGS结果由三名微生物学家组成的小组进行评估，并使用约翰霍普金斯医院微生物实验室开发的BALF培养标准进行解释。应用结果解读标准后得到的结果与多种临床检测诊断方法进行比较，以确定检测方法的性能特征。

tNGS流程总体准确性为65.6% （95%置信区间59.2%-71.5%）阳性预测值（PPA）为45.9%和阴性预测值（NPA）为85.7%。

mNGS流程总体准确性为67.1%（95%置信区间为60.9-72.9%），PPA为56.6%，NPA为77.2%。

因此，对于成人肺部感染，tNGS在呼吸道病原微生物检测方面

的效能与mNGS相当。tNGS每个样本的测序成本更低。

讨论和结论

tNGS流程与mNGS相比：

需要更多的时间和试剂来制备文库，但简化了生物信息学分析。

基于mNGS的BALF标本检测方法应该被认为是标准方法的补充,mNGS流程的价值可能在于检测稀有、非典型或未知的病原体。而tNGS的检出优势在临床常见病原体。两种检测手段相互补充，适用于临床上不同的使用场景，共同助力临床感染精准诊疗。

阿吉安tNGS产品

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产品优势

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tNGS送检建议

 

参考文献：Gaston DC, Miller HB, Fissel JA, et al. Evaluation of Metagenomic and Targeted Next-Generation Sequencing Workflows for Detection of Respiratory Pathogens from Bronchoalveolar Lavage Fluid Specimens. J Clin Microbiol. 2022;60(7):e0052622. doi:10.1128/jcm.00526-22