同期两篇文章：新一代宏基因组测序测试快速检测任何类型的病原体

　　

加州大学旧金山分校开发的新一代宏基因组测序测试证明了它在快速诊断几乎任何一种病原体方面的有效性。

加州大学旧金山分校开发了一种基因组测试，可以快速检测几乎任何一种病原体——病毒、细菌、真菌或寄生虫——经过十年的使用，证明是成功的。

这种测试有可能极大地改善对引起脑膜炎和脑炎等疾病的神经系统感染的护理，并加快对新的病毒大流行威胁的发现。它使用了一种强大的基因组测序技术，称为下一代宏基因组测序（mNGS）。

mNGS不是一次寻找一种病原体，而是分析样本中存在的所有核酸，RNA和DNA。UCSF实验室医学和传染病学教授，该研究的资深作者Charles Chiu说：“我们的技术看似简单。通过用一次检测代替多次检测，我们可以在诊断和治疗感染时省去漫长的猜测工作。”

研究人员最初开发了一种临床mNGS测试来分析脑脊液（CSF），脑脊液是沐浴大脑和脊髓的原始液体。

目前，这项测试已经在加州大学旧金山分校和全国其他医院对数千名患有无法解释的神经系统症状的患者进行了测试。

在11月12日发表在《自然医学》（Nature Medicine）上的一篇论文中，研究小组证明，mNGS测试正确识别了86%的神经系统感染。

在同一天发表在《自然通讯》（Nature Communications）上的一项研究中，研究小组还使用mNGS来识别呼吸道液体中可能导致肺炎的病原体，并将其自动化，以更快地获得结果。

他们预计，自动化测试将能够检测出可能导致COVID-19等呼吸道流行病的新型病毒性病原体。

在诊断罕见的传染性神经疾病方面取得了突破

神经系统疾病可能很难诊断，特别是当病因是一种罕见的或以前未知的病原体时。在许多情况下，没有诊断的每一天都意味着患者病情的持续恶化。

在2010年代早期，Chiu与UCSF的同事Joe DeRisi博士和Michael Wilson医学博士一起开发了一种新的宏基因组测序方法，用于检测脑脊液中引起神经系统感染的潜在病原体。

该测试的工作原理是对脑脊液中的所有遗传物质进行测序，然后运行计算分析管道，将人类序列与来自细菌、病毒、真菌或寄生虫的序列分离开来。

2014年，该团队利用这项技术帮助威斯康星州的医生治疗了一名在重症监护室因未确诊感染而病危的小男孩。

一系列的检查都没能查出他的病因，但加州大学旧金山分校的检查只用了48小时就查出他得了钩端螺旋体病，而这种病可以用青霉素治疗。他的医生给他开了药，他完全康复了。

在加州大学旧金山分校，mNGS测试很快成为常规，全国的医院和诊所都将样本送到加州大学旧金山分校临床微生物实验室进行处理，Chiu是该实验室的主任。

在2016年至2023年期间，加州大学旧金山分校的研究小组用这种测试分析了近5000份脑脊液样本，其中14.4%的样本被证明存在感染。在这些样本中，该测试在86%的时间里准确地识别出了病原体。

“我们的mNGS测试比任何其他类型的神经系统感染测试都要好，”Chiu说，“结果支持它作为诊断设备的关键部分，用于治疗传染病患者的医生。”

为了增加对这项技术的使用，Chiu, DeRisi， Wilson和其他人帮助创建了Delve Bio，该公司现在是UCSF开发的mNGS CSF测试的独家供应商。

Delve Bio首席医疗官Steve Miller博士说：“这些发现支持将mNGS作为中枢神经系统感染临床检查的核心工具。mNGS为病原体检测提供了最公正、最完整和最确定的工具。由于能够快速诊断感染，mNGS有助于指导脑膜炎和脑炎患者的管理决策和治疗，从而有可能降低医疗成本。”

为下一次大流行做准备

如果要将其作为流行病的早期预警系统，mNGS测试必须快速。Chiu和他的同事们已经调整了它来处理呼吸道液体，并想出了如何自动化它。

脑脊液测试需要100多个单独的步骤，可能需要2到7天的时间来处理，而呼吸测试只需要30分钟的动手时间，机器人和算法就可以接管。

“我们的目标是在12到24小时内完成整个过程，当天或第二天给出结果，”Chiu说。

在《Nature Communications》的研究中，研究人员证明，该测试可以在不到一天的时间内检测出具有大流行潜力的呼吸道病毒，包括SARS-CoV-2、甲型和乙型流感以及RSV，即使样本中只有少量的病毒。

他们还模拟了该技术检测不同病毒（或新进化的病毒株）的能力，并发现如果它们在未来出现，它可以假设检测到所有这些病毒。

CSF和呼吸版本的mNGS测试都获得了美国食品和药物管理局（FDA）的突破性设备认证。