转自：迪安诊断
近日，迪安诊断旗下生态公司迪谱诊断与浙江大学医学院附属第一医院呼吸与重症医学科团队合作，将纳米孔靶向测序技术应用于肺炎患者肺泡灌洗液病原诊断的多中心联合研究，在线发表于Infectious Diseases杂志(IF：5.8)。
研究成果表明，纳米孔靶向测序（Nanopore target sequencing，简称NTS）读长长、检测周期短、成本低、覆盖核心病原，在呼吸道肺炎患者病原学诊断方面性能优异，可作为肺部感染患者病原学诊断的可靠手段。
论文发布截图
研究背景
肺炎诊治的核心环节是病原学诊断。然而，培养法检测周期长、阳性率低，并且难以检测到非典型病原体及病毒；PCR技术更快速、更灵敏，但覆盖面窄，单次仅能够覆盖1至10种病原体；宏基因组测序（mNGS）可无偏倚、广覆盖病原体，敏感性高，在新发病原体识别方面具有价值，但其检测成本高、实验繁琐，生信分析复杂且不易标准化。
靶向扩增技术特异性高、操作简单、检测成本低，且不受人源遗传信息干扰，实验流程与生信分析容易标准化。纳米孔测序技术可以在测序同时进行生物信息学分析，缩短实验时间。纳米孔靶向测序（NTS）将纳米孔测序技术和靶向扩增相结合，有潜力克服培养法、PCR和mNGS在病原学诊断方面的不足。
研究方法
研究纳入2022年4月至2022年10月在浙江大学医学院附属第一医院牵头的8个临床中心共计232例临床诊断为肺炎的患者。根据纳排标准，剔除14例不符合要求的样本信息，最终将218例患者纳入分析研究。所有样本同时送检常规微生物检测（CMTs）(包括培养、涂片和常见病原PCR检测)、mNGS及三代NTS测序。通过多种方法的综合全面比较，评估NTS在肺炎患者肺泡灌洗液中的诊断价值。
图1 所有样本选择、分类和比较
研究结果
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CMTs、mNGS和NTS在病原检出率的比较
与标准方法CMTs相比，NTS能识别出更多的细菌、真菌、病毒等病原体(NTS vs CMTs)：细菌(115vs.40)、真菌(43vs.19)、病毒(22vs.11)、包含肺炎支原体、鹦鹉热衣原体在内的其他病原体(10vs.2)。
与mNGS相比，两种检验方法(mNGS vs.NTS)在细菌(115vs.115)、真菌(53vs.43)、病毒(27vs.22)、其他病原体(9vs.10)的检出数量方面相当，差异没有统计学意义。值得注意的是：mNGS多检出的2株责任病原体并不在NTS的188种病原检测范围内，包括杂色曲霉(n=1)、奇美拉分枝杆菌(n=1)。
图2 不同种类病原体的CMTs、mNGS和NTS检验的比较
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CMTs、mNGS和NTS在病原体检出分布的比较
与CMTs相比，仅通过NTS鉴定出的10种责任病原体微生物，包括：肺炎链球菌、卡他莫拉菌、嗜麦芽窄食单孢菌、厌氧菌、鹦鹉热衣原体、耶氏肺孢子菌、马尔尼菲青霉菌、小孢根霉、尖端赛多孢、鼻病毒。
而NTS和mNGS两种方法的病原体检测性能总体相当：其中人偏肺病毒仅mNGS检出，因数量太少不具有统计学意义。对于曲霉菌，mNGS检测性能优于NTS，而对于MTB和NTM，NTS的检测性能优于mNGS。
图3 CMTs、mNGS、NTS检出责任病原体的分布热图
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CMTs、mNGS和NTS在病原体诊断性能的比较
NTS与CMTs比较：168名感染组患者根据临床最终诊断共需检出246株责任病原体， 其中190株(77.2%)通过NTS诊断，仅72株(29.3%)通过CMTs诊断。与CMTs相比，NTS的病原检测敏感性提高了47.9%(77.2%vs.29.3%，p＜0.01)，两者特异性相当(97.0%vs.84.8%，P=0.087)。NTS和CMTs的阳性预测值相当(97.4% vs.98.6%，p=0.556)，而NTS的阴性预测值显著高于CMTs(33.3%vs.15.5%，p＜0.01)。
NTS与mNGS比较：168名感染组患者的246株责任病原体中204株可以通过mNGS诊断，而NTS诊断出190株，两者敏感性相当(82.9%vs.77.2%，p=0.114)。非感染组26例非感染性病例中NTS检出5株非责任病原体，而mNGS则检出15株，NTS特异性高于mNGS(84.8%vs.54.5%，P＜0.01)。mNGS与NTS的阳性预测值显著高于mNGS(97.4%vs.93.2%，p＜0.05)，而阴性预测值则成相当水平(30.0%vs.33.3%，p=0.672)。
表1 CMTs、mNGS和NTS病原体诊断性能比较
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CMTs、mNGS和NTS在特定病原体诊断性能的比较
NTS与CMTs比较：本研究中NTS检测耶氏肺孢子菌的敏感性显著高于六胺银染色(P＜0.05)。对于曲霉菌、隐球菌和流感病毒的检测，NTS与CMTs敏感性相似。对于巨细胞病毒、非结核分枝杆菌、结核分枝杆菌和肺炎链球菌的检测，NTS敏感性则显著高于CMTs。
NTS与mNGS比较：NTS和mNGS在检测耶氏肺孢子菌、隐球菌、流感、巨细胞病毒、非结核分枝杆菌、结核分枝杆菌、肺炎支原体和肺炎链球菌方面表现出相似的敏感性。然而，对于曲霉菌，mNGS的敏感性明显高于NTS (88.5%vs.53.8%，p < 0.01)，其中杂色曲霉不在NTS靶向188种检测范围内。NTS对于非结核分枝杆菌、结核分枝杆菌的检测敏感性高于mNGS，但差异没有统计学意义。
表2 不同种类病原体的CMTs、mNGS和NTS检验的比较
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CMTs、mNGS和NTS在混合感染病原体诊断性能的比较
在56例诊断为混合感染的患者中，共鉴定出129种病原体，其中CMTs检测出37种，mNGS检测出107种，NTS检测出99种。
NTS的敏感性显著高于CMTs (76.7%vs.28.7%， p < 0.01)，而NTS和mNGS的敏感性相当(76.7%vs. 82.9%， p=0.214)。
图4 混合感染患者CMTs、mNGS与NTS检出的病原体数量分布
研究小结
本研究表明，对于临床诊断肺炎患者的支气管肺泡灌洗液病原学诊断，NTS与mNGS检验性能相当，均显著高于CMTs。NTS可作为肺部感染病原诊断的可靠手段，但其成本仅约为mNGS的四分之一，且检测时间更短，实验操作更简单，有望成为临床重要的病原学检测手段。
迪谱诊断基于纳米孔单分子测序技术已成功开发迪谱纳®病原宏基因组测序、迪谱孔®病原多重靶向测序、迪谱孔®肠道菌群微生态检测等多项解决方案，在快速、准确、高效地鉴别感染病原体的同时，为临床精准用药提供参考依据。
通讯员：李夏
