mNGS检测呼吸道病原体

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文献信息：

文献：Metagenomic Sequencing Detects Respiratory Pathogens in Hematopoietic Cellular Transplant Patients
中文：宏基因组测序检测造血细胞移植患者的呼吸道病原体
杂志：American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. IF:13.204
时间：2017年7月
单位：加利福尼亚大学

摘要：

下呼吸道感染是造血细胞移植(HCT)接受者住院和死亡的主要原因。尽管如此，由于传统诊断法在预防性抗菌剂的设置中产量降低，抗体滴度降低，以及来自罕见机会微生物的感染，病因往往无法确定。mNGS可能提供更强的诊断，通过进行无需培养临床样本的微生物组成的综合检测。通过捕捉微生物和人类RNA, mNGS还允许同时通过转录组分析宿主免疫反应, 可以提供快速(< 48 h)和可行的微生物学的数据精确传染病诊断。

1 样本、常规临检：

由于HCT受者明显需要加强LRTI诊断，我们根据密歇根大学HUM00043287协议，先后纳入了22名因急性呼吸系统疾病住院的成人HCT受者，他们在2012年1月25日至2013年5月20日期间接受了支气管镜检查和BAL检查。对所有患者进行标准护理 BAL微生物学检测 ，包括 细菌、分枝杆菌、真菌和巨细胞病毒的半定量培养;曲霉半乳甘露聚糖检测;jirovecii肺孢子虫银染色;流感A/B、呼吸道合胞病毒和人偏肺病毒;和人疱疹病毒-6聚合酶链反应 ，具体方法见在线补充(4)。对血液和鼻咽部样本的补充诊断由治疗医师自行决定，具体见表1和在线补充(4)。

2 建库、测序、分析：

用250 μl BAL构建RNA和DNA测序文库，并根据已建立的方法进行双端Illumina测序。病原体检测利用定制的生物信息学管道来区分临床样本中的病原体和背景微生物污染物（参考2，3）。使用由每百万读序列(rpM)排列的核苷酸reads乘以每个属相对于无模板对照的nt和nr Z-scores之和所组成的排序分数[score = rpMnt×(Znt + Znr)]。

参考2： Actionable diagnosis of neuroleptospirosis by next-generation sequencing. N Engl J Med 2014
参考3： Illuminating uveitis: metagenomic deep sequencing identifies common and rare pathogens. Genome Med 2016
方法：sequence-based ultra-rapid pathogen identification (SURPI)

3 评估标准

微生物鉴定被归类为病原体确认，如果：1)临床试验和mNGS发现了微生物, 2) 存在致病性在肺部的文献证据, 和3) 得分至少两倍比其他相同类型的微生物(病毒、细菌或真菌)中确定病人。如果mNGS单独识别了微生物，且符合标准2和3，则认为微生物是新的潜在病原体;所有其他微生物都被认为是不太可能或不确定的病原体。结果分别由病毒PCR或细菌16S rRNA基因测序独立证实，如(参考4)所述。

4 结论：

总而言之，我们利用元基因组测序的持续改进来扩大LRTI诊断急性呼吸系统疾病HCT受者的能力。我们证明，与目前的微生物诊断相比，mNGS具有更大的检测微生物的能力，并且能够将病原体检测与宿主反应和气道微生物组同步分析相结合。

参考：
临床上那些潜藏的病原体，可以用宏基因组测序“揪出”吗？

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简民欣加：[选项] A. 呼吸道黏膜 B. 淋巴细胞 C. 抗体和抗原 D. 吞噬细胞