临床体液样本病原鉴定新视角：全细胞 DNA 宏基因组二代测序（mNGS）优势凸显

《BMC Microbiology》：Comparative analysis of metagenomic next-generation sequencing for pathogenic identification in clinical body fluid samples

为评估 mNGS 在临床体液样本病原鉴定中的效果，研究人员对比 cfDNA mNGS 等，发现 wcDNA mNGS 灵敏度更高，对临床诊断有重要意义。

　　

论文解读：临床体液样本病原鉴定的新探索

在临床微生物学领域，病原鉴定对于疾病诊断和治疗至关重要。传统的培养方法作为病原检测的 “黄金标准”，虽然能富集微生物病原体，但面对厌氧、低丰度、难培养以及生长缓慢的微生物时，往往力不从心。而且，随着多微生物感染的日益增多，传统培养方法难以同时鉴定多种病原体。此外，通过观察菌落形态来分离和传代微生物病原体，可能会遗漏形态特征不明显的微生物。于是，血清学检测和核酸扩增检测（NAATs）等方法被引入，但这些方法仍无法有效捕捉临床体液样本中病原体的多样性。

为了解决这些问题，来自南京大学医学院附属金陵医院等机构的研究人员开展了一项研究，旨在评估和比较宏基因组二代测序（mNGS）在临床体液样本中鉴定病原体的有效性，重点关注微生物游离 DNA（cfDNA）mNGS 的应用。该研究成果发表在《BMC Microbiology》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先是样本处理与 DNA 提取，对 30 例临床体液样本离心，分别从上清液和沉淀物中提取 cfDNA 和全细胞 DNA（wcDNA）。然后进行 mNGS 和 16S rRNA 基因测序（16S rRNA NGS），并利用生物信息学分析对测序数据进行处理。通过设定严格的病原体报告标准，统计分析各项数据以评估 mNGS 的临床性能。研究样本来自 107 名住院患者的 125 份临床体液样本，涵盖腹水、胆汁、脑脊液（CSF）等多种类型。

研究结果如下：

1. cfDNA 和 wcDNA mNGS 测序读数比较：分析 30 份体液样本发现，cfDNA mNGS 的原始读数显著低于 wcDNA mNGS，但两者分类读数差异无统计学意义。wcDNA mNGS 中宿主 DNA 的平均读数更高，但平均比例（84%）低于 cfDNA mNGS（95%），且不同样本类型中宿主 DNA 比例存在差异。
2. cfDNA 和 wcDNA mNGS 相对于培养的病原体鉴定比较：以培养结果为参考，wcDNA mNGS 的敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值均高于 cfDNA mNGS，其一致性率为 63.33%（19/30），而 cfDNA mNGS 为 46.67%（14/30），且 wcDNA mNGS 鉴定出的致病读数数量普遍更多。
3. mNGS 和 16S rRNA NGS 病原体鉴定比较：评估 41 份样本发现，wcDNA mNGS 在检测细菌病原体方面敏感性优于 16S rRNA NGS，与培养结果的一致性更好，虽然两者结果相关性较弱，但 16S rRNA NGS 结果的 65%（76/117）也能被 wcDNA mNGS 检测到。
4. wcDNA mNGS 在临床体液样本中的病原体鉴定：125 份体液样本经 wcDNA mNGS 分析，54 份需氧培养阳性样本中，wcDNA mNGS 成功检测到 40 份，其中部分样本存在检测差异；71 份需氧培养阴性样本中，wcDNA mNGS 在 31 份样本中检测到多种病原体，不过除厌氧菌外，其他病原体丰度较低。wcDNA mNGS 的敏感性为 74.07%，特异性为 56.34%，与培养结果的总体符合率为 64.8%。

研究结论和讨论部分指出，wcDNA mNGS 在临床体液样本（尤其是腹部感染相关样本）的病原体检测和鉴定方面，比 cfDNA mNGS 和 16S rRNA NGS 具有更高的敏感性。但 wcDNA mNGS 特异性较低，在临床应用中需要谨慎解读结果。虽然 mNGS 可同时检测多种病原体，但受宿主 DNA 影响较大，且无法完全区分非致病微生物。此外，研究存在样本量较小、未对比血浆和全血样本、仅使用一种 cfDNA 提取试剂盒等局限性。未来研究需扩大样本量，采用多种 cfDNA 提取试剂盒和标准化方案进行验证。总体而言，培养和 mNGS 在病原体检测中具有互补作用，将两者结合应用于临床实践，有助于提高病原体鉴定能力，改善患者治疗效果。