
能否准确揪出引发感染的病原体,始终是感染性疾病诊疗中临床医生和实验室人员面临的重大挑战。培养法、血清学检测等传统病原体检测方法,存在检测耗时长、灵敏度低、覆盖病原体种类有限等短板。而下一代测序技术(Next-Generation Sequencing, NGS)的出现,为破解感染背后的身份密码带来了新曙光。
NGS技术原理:解码病原体的“基因密码本”
NGS是一种高通量测序技术,能对样本中的核酸(DNA或RNA)进行大规模并行测序。简单说,NGS技术像是拆解“密码本”,将“密码本”拆分成无数小片段,逐一解读这些小片段,最后才把解读出的信息重新拼接,还原出完整的“密码本”内容。
更简单地说,传统测序技术好比一个一个地抄写书本上的文字,速度慢且效率低;而NGS像一群人同时抄写不同的段落,大大提高了抄写(测序)的速度和效率。
做感染性疾病检测时,要是怀疑患者感染了,实验室医生会采集患者血液、痰液、脑脊液等样本提取核酸;把核酸处理成片段、加上接头做成适合测序的文库,再放到测序仪上测序。测序仪很快生成海量短序列读长,这些读长藏着病原体遗传信息。用生物信息学方法,把这些读长和已知病原体基因组数据库比对,就能知道样本里有没有病原体、具体是哪种,这就像在人群里通过基因序列找特定病原体一样。
NGS在感染检测中的优势:全方位、高效率、精准定位
①覆盖病原体种类广泛
传统病原体检测方法通常只能针对特定几种或几十种病原体,而NGS几乎能检测细菌、病毒、真菌、寄生虫等所有已知病原体。无论是常见病原体,还是罕见、新发病原体,NGS都能将其“揪”出,为临床诊断提供关键线索。
②灵敏度高
NGS能够检测到样本中极低丰度的病原体核酸。在感染早期或免疫功能低下患者体内,病原体含量极少,传统检测方法可能无法检出,而NGS凭借高灵敏度可捕捉到这些微量病原体信息,更早发现感染,为及时治疗争取时间。
③提供全面信息
除确定病原体种类外,NGS还能提供病原体的基因序列信息。通过分析这些信息,了解病原体的耐药基因、毒力基因等情况,从而指导临床用药。
④缩短检测时间
NGS的样本处理和数据分析过程相对复杂,但随着技术持续发展和优化,检测时间已大幅缩短。相比传统培养法,NGS一般24-72小时即可完成检测,对危急重症患者的救治至关重要。
NGS检测感染适用于哪些情况?
①疑难感染诊断
对于不明原因的发热、感染等症状,传统检测方法无法明确病原体时,NGS可发挥重要作用。一些罕见病原体感染或新发病原体感染,NGS有可能快速准确地检测出病原体。
②危急重症患者
在重症肺炎、脓毒症等危急重症患者的治疗中,及时确定病原体并选择合适的抗生素是挽救患者生命的关键。NGS可以在短时间内给出检测结果,帮助医生尽快制定治疗方案。
③免疫功能低下患者
免疫功能低下的患者容易发生各种机会性感染,且病原体种类复杂多样。NGS可以全面检测样本中的病原体,为临床诊断和治疗提供重要依据。
NGS检测面临的挑战与应对策略:持续优化,提升质量
①样本质量控制
样本质量直接影响NGS检测结果。若样本存在污染、核酸降解等问题,可能导致假阳性或假阴性结果。因此,在样本采集、运输和保存过程中需严格按规范操作。
例如采集样本时要避免污染,使用无菌采集器具;运输时保持适当温度和条件,防止核酸降解;保存时选择合适保存液和保存方式。
②生物信息学分析的准确性
生物信息学分析的准确性关乎病原体鉴定结果,是NGS检测的关键环节。目前生物信息学分析软件和数据库尚不完善,存在一定局限性。为提高分析准确性,需不断优化分析算法、更新数据库,同时结合临床信息进行综合判断。比如检测到罕见病原体时,要结合患者临床表现、流行病学史等信息,进一步确认其是否为真正致病病原体。
③成本与可及性
NGS检测成本相对较高,一定程度上限制了其在临床的广泛应用。NGS检测需专业设备和技术人员,因而目前基层医疗机构开展难度较大。为解决这些问题,一方面要不断降低检测成本、提高检测效率;另一方面要加强基层医疗机构技术培训和设备配备,提高NGS检测的可及性。
NGS作为一种强大的技术手段,为破解感染背后的身份密码提供了有力支持。相信随着技术的持续发展和完善,NGS将在感染性疾病诊疗中发挥越来越重要的作用,为人类健康事业做出更大贡献。




