应用宏基因组捕获靶向二代测序技术于血流感染病原学诊断

《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》:Employing Metagenomics Capture targeted next-generation sequencing for the etiological diagnosis of bloodstream infections

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月18日 来源:Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 5.5

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  背景:血流感染(BSI)是重大公共卫生问题。宏基因组捕获靶向二代测序(Metagenomics Capture targeted next-generation sequencing,MetaCAP? tNGS)作为新兴病原检测技术已在多种感染性疾病中展现良好

  
背景:血流感染(BSI)是重大公共卫生问题。宏基因组捕获靶向二代测序(Metagenomics Capture targeted next-generation sequencing,MetaCAP? tNGS)作为新兴病原检测技术已在多种感染性疾病中展现良好效能,但其在BSI病原学诊断中的价值研究有限。方法:研究人员对2024年暨南大学附属广东省第二人民医院疑似BSI患者开展回顾性分析,所有患者同时接受血培养与MetaCAP? tNGS检测并对比结果。结果:MetaCAP? tNGS出结果时间更短(1.33天对2.73天,p<0.001),检出病原谱更广,阳性检出率与灵敏度均高于血培养。结论:MetaCAP? tNGS在周转时间、检测广度与灵敏度上具方法学优势,是BSI病原识别的有前景工具,支持其在临床微生物实践中的潜在应用。
研究背景与立项依据
血流感染(Bloodstream infections,BSI)住院患者常见,可进展为脓毒症,年发病率约150/10万,30天粗死亡率17%。传统血培养(blood culture)为病原诊断基石,但存在灵敏度欠佳、阳性率低、获得最终药敏报告常需48小时以上的局限;PCR法敏感度与特异度不稳定;宏基因组二代测序(mNGS)虽广覆盖但血清样本阳性率低且成本高。面对耐药菌上升与混合感染漏检现实,研究人员亟需更敏感、快速、经济的手段,故在暨南大学附属广东省第二人民医院开展MetaCAP?靶向二代测序(tNGS)对比血培养的诊断性能评价。
主要技术方法与队列
研究人员纳入2024年全年该院151例成年疑似BSI患者(排除<18岁、数据不全、血培养污染者),限24小时内同次采血并行血培养与MetaCAP? tNGS。血培养采用BD-BACTE-CFX200仪双瓶双套;MetaCAP? tNGS取3 mL血离心取300 μL血浆,MasterPure?提取DNA/RNA,去宿主后建库,MetaCAP?探针杂交捕获超3000种病原(1060细菌、1402病毒、388真菌、210寄生虫及50余耐药基因),Illumina MiniSeq单端100 bp测序(约100万读数/样)。以出院时专家小组综合临床、影像、微生物与转归判定的最终诊断为参考标准,计算灵敏度、特异度、PPV、NPV与ROC-AUC,统计用SPSS 29.0。
研究结果
临床特征:151例中男96例(63.58%)。MetaCAP?阳性77例、血培养阳性29例。MetaCAP?出结果中位1.33天,血培养2.73天(p<0.001)。MetaCAP?阳性者降钙素原(PCT)更高、血小板更低、置管率更高、住院更长;MetaCAP?阳性组死亡6例(7.79%)低于阴性组19例(25.68%,p=0.003),而血培养阴阳组死亡率差无统计意义。多因素logistic回归中MetaCAP?阳性非死亡独立预测因子(adj OR=0.748,p=0.693)。
检测率比较:含病毒等全病原时MetaCAP?总阳性129/151(85.43%)vs血培养29/151(19.21%,p<0.001);仅细菌+真菌时MetaCAP? 77/151(50.99%)vs血培养29/151(19.21%,p<0.001)。MetaCAP?另检出支原体、衣原体、立克次体、寄生虫及混合感染(如细菌+病毒53例、单纯病毒47例)。
诊断性能:以最终临床诊断为标准,MetaCAP?(细菌+真菌)灵敏度68.13%、特异度71.66%、PPV 78.48%、NPV 59.72%、AUC 0.699;血培养灵敏度29.67%、特异度96.67%、PPV 93.10%、NPV 47.54%、AUC 0.632。MetaCAP?灵敏度显著更高(p<0.006),特异度低于血培养(p=0.366)。
病原分布:MetaCAP?覆盖细菌+病毒、单纯病毒、细菌+真菌+病毒及稀有病原;血培养仅获细菌(86.2%)、真菌(6.9%)、细菌+真菌(6.9%),无法报病毒/非典型病原。
讨论浓缩
研究人员指出MetaCAP? tNGS将周转时间压缩约一半,利于早期降阶梯治疗;可一并发现病毒、真菌、立克次体等混合感染,弥补血培养对非培养病原的盲区。本研究局限为单中心、样本量偏小、缺SOFA/APACHE II评分与并发症指数校正、部分亚组(真菌、混合感染)例数少,且将全部病原阳性合并分析可能掩盖病原特异性死亡风险。未来需多中心大队列验证。
结论翻译
该技术在周转时间、检测广度与灵敏度上相对传统血培养具方法学优势,是BSI病原识别的有前景候选工具;随MetaCAP?流程简化与成本下降,有望作为临床微生物实践中有价值的补充手段。论文发表于《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》。
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