纳米孔靶向测序技术(NTS):非结核分枝杆菌肺病诊断的新突破

【字体: 时间:2025年07月14日 来源:International Journal of Medical Microbiology 4.5

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  为解决非结核分枝杆菌肺病(NTM-PD)传统诊断方法耗时久、灵敏度低的问题,上海肺科医院团队开展纳米孔靶向测序(NTS)技术研究。结果显示NTS诊断灵敏度达88.2%,显著优于培养法(74.0%)和涂片法(37.8%),ROC曲线下面积(AUC)达0.893。该技术为NTM-PD的快速精准诊断提供新方案,论文发表于《International Journal of Medical Microbiology》。

  

非结核分枝杆菌肺病(NTM-PD)近年来已成为威胁公共健康的重要问题,其发病率在结核病低风险地区显著上升。传统诊断依赖耗时4-8周的培养技术,且无法实现菌种水平鉴定。更棘手的是,不同NTM菌种对治疗方案响应差异巨大,如鸟分枝杆菌复合体(MAC)和脓肿分枝杆菌复合体(MABC)的耐药机制截然不同。临床亟需一种能快速、精准识别病原体及其耐药特性的检测技术。

上海肺科医院(同济大学附属)的研究团队创新性地将纳米孔靶向测序(NTS)技术引入NTM-PD诊断领域。这项发表于《International Journal of Medical Microbiology》的研究,通过整合靶向多重PCR的高灵敏度与第三代长读长测序的高特异性,建立了7.5小时快速检测方案。研究纳入243例疑似NTM-PD患者,对比NTS与传统涂片、BACTEC 960培养法的诊断效能。

关键技术包括:1) 采用支气管肺泡灌洗液(BALF)、痰液和肺穿刺液三类呼吸道标本;2) 设计特异性引物覆盖10种常见分枝杆菌靶基因;3) 基于GridION测序平台进行实时分析;4) 建立19条序列数的诊断截断值;5) 通过荧光定量PCR验证阳性结果。

2.1 人群特征分析
研究队列中NTM-PD患者以女性(73.2%)、低BMI(17.2±3.7 kg/m2)和支气管扩张(63.0%)为主要特征。NTS成功鉴定出胞内分枝杆菌(60例)、脓肿分枝杆菌(14例)等12种NTM亚型,甚至检出1例堪萨斯分枝杆菌与脓肿分枝杆菌混合感染。

2.3 诊断效能比较
在总体标本中,NTS灵敏度(88.2%)显著高于培养法(74.0%, P=0.004)和涂片法(37.8%, P<0.001)。BALF标本中NTS灵敏度达90.1%,结合培养可提升至93.7%。ROC曲线显示NTS的AUC(0.893)优于培养法(0.869)和涂片(0.605)。

2.5 序列数阈值
设定19条序列为诊断截断值时,特异性达98.3%,AUC提升至0.920。研究发现11例假阳性中位数序列数仅12条(IQR:7-18),提示低序列数结果需PCR验证。

2.6 耐药检测局限
尽管NTS对阿米卡星(amikacin)和克拉霉素(clarithromycin)耐药预测特异性达98.8%,但灵敏度仅42.9%和35.5%。这与NTM耐药机制复杂性相关,如rrs基因(氨基糖苷类耐药)和erm(41)基因(大环内酯类耐药)外的未知突变位点未被覆盖。

这项研究证实NTS可大幅缩短NTM-PD诊断周期至24小时,且能精确区分MABC等临床重要亚型。但值得注意的是,其耐药预测性能受限于现有数据库的完整性。未来需通过全基因组测序(WGS)补充耐药基因图谱,并开展多中心验证。该技术为NTM-PD的精准诊疗提供了全新工具,尤其对混合感染和罕见菌种鉴定具有独特优势,但其成本效益比仍需进一步评估。

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