金識原(GenseqPM)感染病原高通量檢測

蘇州市第五人民醫院聯合金匙醫學合作發表宏基因二代測序(mNGS)用于肺結核診斷研究

【概要描述】近日,蘇州市第五人民醫院聯合金匙醫學在傳染病學權威期刊Journal of infection發表合作研究論文:”Clinical Metagenomic Sequencing for etiological diagnosis in pulmonary tuberculosis suspects”。

蘇州市第五人民醫院聯合金匙醫學合作發表宏基因二代測序(mNGS)用于肺結核診斷研究

【概要描述】近日,蘇州市第五人民醫院聯合金匙醫學在傳染病學權威期刊Journal of infection發表合作研究論文:”Clinical Metagenomic Sequencing for etiological diagnosis in pulmonary tuberculosis suspects”。

詳情

  前言

 

  近日,蘇州市第五人民醫院聯合金匙醫學在傳染病學權威期刊Journal of infection發表合作研究論文:”Clinical Metagenomic Sequencing for etiological diagnosis in pulmonary tuberculosis suspects”。

 

  該研究主要針對肺結核的感染診斷,采用mNGS和傳統方法(Xpert、培養、結核抗酸染色)同時對初診疑似肺結核患者的肺泡灌洗液標本進行檢測,然后比較mNGS相對于傳統方法的病原檢出差異,并以臨床最終診斷結果為參考,統計各方法的檢測性能。結果顯示:①mNGS與Xpert、培養的結核檢測敏感度相當;②在肺結核合并其他感染病原或非結核性的NTM和其他感染病原檢測方面,mNGS則體現出更高的敏感性;③mNGS具有更高的檢測時效性。這表明mNGS可以作為針對肺結核疑似患者的一種快速和有效的病原診斷工具。

 

  文章通訊作者為蘇州市第五人民醫院張建平教授,金匙醫學首席醫學官饒冠華博士和蘇州市第五人民醫院虞忻主任為共同通訊作者,第一作者為蘇州市第五人民醫院時翠林,金匙醫學韓朋和蘇州市第五人民醫院唐培軍為共同第一作者,金匙醫學陳蒙蒙為署名作者。

 

  研究背景

 

  結核分枝桿菌(MTB)感染,具有高發生率和致死率,是導致感染性疾病死亡的重要病因,且結核病是全球前10位死因之一。目前,針對結核的病原學檢測,傳統培養方法一般耗費時間較長,而WHO推薦作為金標準的Xpert MTB/RIF檢測時效有提升,但仍存在一些未能找到病原學證據而需要通過患者臨床特征、影像學發現以及抗酸染色等進行綜合判斷的情況。再就是,與普通肺炎性質的感染相比,結核感染會發生一些與之重疊的非典型特征,而這往往也會導致結核診斷時間上的延誤。新的mNGS檢測方法,具有無需假定病原,無需培養以及可檢測病原廣等優勢,現已被臨床廣泛用于各種類型感染的病原檢測診斷中,如呼吸道感染、血流感染、中樞神經系統感染等。目前,mNGS在患者肺部感染診斷上的優勢,相關報道的文獻還較少,主要限于一些個體病例報告或小的隊列研究,而對臨床肺結核診斷仍需要對mNGS的檢測性能做一些驗證。

 

  本文進行的是一項針對住院患者疑似活動性結核病例診斷的前瞻性、單中心研究。主要目的是比較mNGS與傳統方法(Xpert檢測、固體培養法、抗酸染色法)的檢測性能差異,評估mNGS在肺結核感染診斷中的應用價值。

 

  研究材料與方法

 

  1)患者標本采集與病原學檢測a.2019年6月1日至2020年1月31日期間,針對在蘇州五院住院的初診疑似為活動性肺結核共110例患者,采集其肺泡灌洗液、痰液標本進行感染相關的病原學檢測。針對肺泡灌洗液,同時進行mNGS和傳統方法(針對結核的Xpert、抗酸染色(AFS)、培養;針對普通細菌病原的普通培養;針對真菌的G/GM試驗;針對病毒的抗體檢測等)檢測,而對于痰液標本僅進行傳統方法檢測。b.其他相關檢查,如電子支氣管鏡鏡檢、TSPOT-TB、影像學檢查(胸部CT)、血常規及白細胞分類計數、CRP/PCT等炎癥指標檢測。

 

  2)宏基因組文庫構建與測序針對臨床標本(肺泡灌洗液)構建宏基因組文庫(文庫大小200-300bp),采用Illumina NextSeq CN500進行測序(SE 75)。

 

  3)生物信息學分析與報告解讀(略)

 

  4)統計學分析 以臨床最終診斷為參照,計算不同檢測方法的檢測敏感度和特異性。連續型變量統計其均值/中位數/最大值/最小值,組間的均值差異顯著性使用T-test進行檢驗。用McNemar檢驗評價不同檢測方法間的檢測靈敏度差異顯著性,用kappa值來衡量配對樣本(肺泡灌洗液 vs 痰液)的不同檢測方法間一致性。用卡方檢驗或Fisher精確檢驗來評估不同組之間非配對樣本的敏感度的差異顯著性。

 

  研究結果

 

  結果一:mNGS對BALF標本結核診斷的敏感性與XPert相當臨床最終確診為肺結核患者為48例,非結核患者為62例。與臨床最終診斷結果相比,mNGS對BALF標本結核診斷的敏感性為47.92%,與Xpert(45.83%)和培養(46.81%)相似,但遠高于AFS(29.17%)。

 

 

  結果二:mNGS廣覆蓋:細菌、真菌病毒等一網打盡除檢測結核分枝桿菌外,mNGS還發現PTB患者混合感染,其中真菌3例,細菌1例。同時,mNGS對非結核分枝桿菌組22例(63.63%)中14例(63.63%)的非結核分枝桿菌(NTM)、7例真菌、1例病毒感染及其他常見致病菌進行了有效鑒定。

 

 

  結果三:mNGS時效性優于常規方法在檢測時效上,mNGS在3天內可鑒別67.23%的感染病原菌,而常規微生物檢測方法(包括培養、血清學方法、PCR等)在90天的周期內只能識別其中49.58%的病原菌。

 

 

  結語

 

  本篇文章前瞻性納入臨床懷疑活動性肺結核病初診患者110例,同時對比進行宏基因組二代測序和傳統病原學方法檢測,并跟蹤隨訪臨床診療結局,最終以評估mNGS在活動性肺結核病診斷中的價值。結果顯示:

 

  ①mNGS能較為快速地檢測BALF標本中的結核分枝桿菌復合群,且其敏感度及特異度與Xpert MTB/RIF相當,可作為確診試驗用于活動性結核病的早期輔助診斷;

 

  ②檢測速度上,mNGS (為72h) <MTB培養 (為14~28 d),NGS較傳統MTB培養明顯縮短了時間,不失為結核病的快速診斷手段;

 

  ③mNGS可以單獨有效地檢出鑒定非結核分枝桿菌(NTM),突出了mNGS在非結核分枝桿菌引起的肺炎診斷中的獨特優勢;

 

  ④mNGS目前不能直接檢測耐藥,但在檢出MTB的同時,可檢測到許多其他病原體的序列,體現了mNGS用于疑難感染檢測上全面覆蓋的優勢;

 

  ⑤MTB相較其他病原體在樣本中的檢出序列數可能更低,會給報告解讀帶來困難,有待于大規模研究中得到解決。

 

  參考資料

 

  1.World Health Organization. Global tuberculosis report 2019.

 

  2.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0163445320305375#!(https://doi.org/10.1016/j.jinf.2020.08.004)

 

關于金匙醫學

 

  “金匙Genskey”取“基因鑰匙”的含義,寓意企業以基因科技作為破解感染診斷難題的金鑰匙。金匙醫學的核心技術是感染病原高通量檢測技術,為廣大醫療工作者提供全面、準確、快速的病原微生物檢測產品及服務。金匙醫學研發中心坐落于北京中關村昌平生命科學園,是中關村高新企業,第三方醫學檢驗所分別位于北京、天津、上海、廣州,另在天津建有GMP車間,生產病原診斷醫療器械。

 

  金匙醫學已獲得數個I類,II類注冊證,2項已授權發明專利,二十余項計算機軟著。并與多家頂級臨床院所深入合作,發表4篇高分SCI文章。在新型冠狀病毒疫情期間,金匙醫學聯合四川大學華西醫院開展SARS-Cov-2變異分析研究,并在國際病毒學權威雜志Journal ofVirology發表合作研究論文。

 

  金匙醫學與中日友好醫院、北京大學人民醫院、北京同仁醫院、四川大學華西醫院、中國醫學科學院血液學研究所血液病醫院、河南省腫瘤醫院等頂級院所建立了深入合作關系,面向呼吸、血液、檢驗、重癥、感染等科室,提供病原微生物宏基因組診斷產品及檢測服務的整體解決方案。

 

  金匙醫學開發的“新型冠狀病毒(2019-nCoV)IgM/IgG抗體檢測試劑盒(膠體金法)”、“新型冠狀病毒(2019-nCoV)核酸檢測試劑盒(熒光PCR法)”和“新型冠狀病毒(2019-nCoV)核酸檢測試劑盒(可逆末端終止法)”均已取得CE準入資格。2020年7月,金匙醫學研發的病原微生物測序數據分析軟件”成功獲得醫療器械注冊證,該軟件提供包括細菌、支原體、衣原體、立克次氏體、螺旋體、病毒以及真菌的最全類別病原信息,將為臨床感染性疾病的診治提供重要且更為全面的參考。

 

  金匙醫學已獲得國家級科技型中小企業、天津市雛鷹企業、天津市戰略性新興產業領軍企業等榮譽稱號;在CHC醫療咨詢聯合中信證券在線發布的“2019年度中國醫療大健康產業投融資榮譽榜”中榮獲“中國醫療健康產業最佳新銳獎”;在“2020年中關村國際前沿科技創新大賽”中榮登“病毒檢測技術專場TOP10榜單”。

 

 

 

 

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