导读
宏基因组学(metagenomics)的概念在年被首次提出[1],它是指运用基因组学技术,对环境或生物样本中的核酸分子进行无差别、无选择性的测序,测序结果与已知的微生物序列数据库比对分析,从而对样本中所包含的微生物进行定性或定量分析的一种技术。伴随着下一代测序技术(Next-GenerationSequencing,NGS)的诞生和发展,全基因组测序的成本在十年内下降了一万倍,基于NGS的宏基因组学检测(metagenomicNGS,mNGS)在年被首次用于临床感染患者的病原学诊断[2],成功挽救了一名14岁男孩的生命。mNGS对病原体的覆盖极其全面,不需要微生物培养,不需要根据经验进行预设,可以检测耐药突变和*力基因,为急危重症和未明原因感染的临床诊治提供了全新的思路和解决方案。
病原微生物种类繁多,包含细菌、病*、真菌、寄生虫
传统病原体鉴定方法和优缺点分析
微生物鉴定方法分为培养和非培养两类,临床公认的金标准是分离培养和生化鉴定,这种方法的操作周期长、失败率高,并且不是每种病原体都可以培养。以结核分枝杆菌为例,它是引起结核病的病原菌,每年在全球造成万开放性患者。但由于细胞壁中富含脂质,影响营养物质的吸收,结核分枝杆菌的生长缓慢,通常需要4-6周才能确诊。相比之下,不依赖培养的方法比如涂片镜检、抗体抗原免疫等,在采样当天即可报告结果。这些方法的时效性强,但在准确性上存在较明显的劣势。比如镜检是通过形态学、染色性等生化性质鉴定微生物,只能进行粗筛,无法细分。而免疫类方法借助荧光、酶联免疫ELISA、化学发光等方法鉴定微生物,敏感性和特异性较差。
近年来,基于核酸检测的分子诊断技术发展迅速。核酸是携带和传递生物体遗传信息的大分子,几乎所有的病原体都含有核酸(DNA或RNA),而且核酸序列具有显著的物种特异性。因此,对感染患者样本中的核酸进行检测可以准确反应病原微生物的种类和含量。年,Mullis等人发明了聚合酶链式反应(PCR),它使得微量核酸可以在短时间内被指数级扩增[3]。因为敏感性高、特异性好的优点,基于PCR的核酸检测被广泛应用在病原体诊断领域。通过对靶标微生物核酸进行提取、富集和检测,可以一次鉴定一种或十几种病原体,非常适合用于常见病原体的筛查。以社区获得性肺炎(