病原微生物检测新纪元：高通量测序带来的变革

近年来世界范围内多种传染性疾病流行，感染性疾病是由病原微生物（细菌、病毒、真菌、寄生虫等）引起的疾病的统称。据统计感染性疾病死因占全部死因的25%以上，是当今世界严重威胁人类健康的重大疾病。全球每年罹患感染性疾病的患者大约有4000万，我国患者约占四分之一（约1000万），其中临床诊断病因不明的占近百分之五十（约500万）。当不明原因的感染性疾病发生时，快速准确的鉴定病原体是精准治疗、有效监测、控制疾病蔓延和降低医疗负担的关键。

目前感染性疾病的病原学检测能力有了长足的进步，但在应对一些未知病原体或者罕见病原体时，常常面临病原体难以及时鉴定的难题。长期以来感染性疾病的诊断和治疗一直依靠形态学、免疫学以及病原体分离培养和药敏试验等方法，但形态学检验受检测人员经验影响较大，易误诊；而免疫学、药敏试验和病原体分离培养的窗口期或检测实验周期较长，易错过最佳治疗时机，这些不足之处需要应用新的技术去弥补，实现病原微生物检测的新纪元。2003年SARS最终确定病原体用了4个多月，而新冠病毒肺炎只用了短短几天，宏基因组二代测序技术功不可没，这就是高通量测序带来的变革，是病原微生物检测的新纪元。那么，什么是宏基因组二代测序呢？

宏基因组二代测序，即Metagenomics Next Generation Sequencing（mNGS），是以高通量测序（NGS）技术为依托，融合微生物学和生物信息学技术手段，以解决临床医学问题为目的而诞生的一项技术转化。当患者受到外源病原微生物感染时，其感染部位采集的标本，利用mNGS技术通量高的特性，一次即可实现病原微生物的鉴定。可鉴定的病原微生物包括细菌、真菌、病毒、寄生虫、支原体/衣原体、分枝杆菌等。有时，一份样本甚至可以对全部已报道的2万多种明确病原进行检测。

那么，宏基因组二代测序具有什么特点呢？与检测病原微生物的传统方法相比有哪些优势呢？首先，mNGS可对各种临床标本中所有的病原体进行检测。同时具有无偏倚性、覆盖范围广、快速等优点。其次，mNGS时效快，报告周期短。它不依赖于传统的微生物培养，传统培养方法需要数天甚至数周的时间，耗时较长、操作繁琐且检出率低。最后，mNGS无需预判可检测未知病原体，无偏好性，灵敏度和准确性高。

根据mNGS具有的以上特点和优势，其主要适用患者包括：①病情危重需要尽快明确病原体 ②特殊病人如免疫抑制宿主、合并基础疾病、反复住院的重症感染患者需要尽快明确病原体 ③传统微生物检测技术反复阴性且治疗效果不佳 ④疑似新发病原体、临床上提示可能有一定的传染性 ⑤疑似特殊病原体感染 ⑥长期发热和/或伴有其他临床症状、病因不明的感染等。故对疑“难”（不明原因感染诊断，病因排查），危“重”（重症肺炎，脑膜炎，脓毒症等），“特”殊（免疫低下人群，如移植患者，肿瘤患者等）这三大人群进行病原微生物检测时优先考虑mNGS检测。

进行mNGS检测时，样本采集至关重要，因为标本质量的好坏决定检测的价值和结果的准确性。因此，在采集mNGS样本时要遵守三条总原则：1）优先采集疑似感染部位的无菌体液；2）不明原因发热且病灶部位不确定的，优先推荐采集静脉血；3）采样过程遵从无菌操作原则。

综上所述，mNGS技术是针对未知、疑难病原微生物检测的新型核酸检测手段，无论针对新发突发传染病还是临床棘手的疑难感染性疾病都有出色表现。它因其无偏倚性、快速、适用各类临床标本等特点，较其他检测技术有不可比拟的优势，成为当下认可度较高的检测手段。但是，mNGS需经标本前处理、核酸提取、文库制备、上机测序、数据库比对、报告生成及结果解读等一系列过程，因此对技术平台及人员素质要求也相对较高。mNGS临床应用仍然需要不断探索与创新。

高通量测序技术的崛起，无疑为病原微生物检测领域开启了激动人心的新纪元，重塑了我们对病原体的认知边界与防控策略。展望未来，随着技术的持续革新及临床应用的深度整合，它必将为守护人类健康、构建更强大的全球生物安全屏障，持续点亮通向更精准、更快速、更全面疾病防控的曙光。