宏基因组之临床应用

自我们知道了核酸作为主要的遗传物质以后，在生命科学的各个角落，都已经离不开测序技术。同时应运而生的生物信息学，又将大数据推上浪潮之巅。学术方面，时不时推出一个新的组学概念，旨在用多维度去透过现象看本质，而在应用场景，正在或者已经进入了白热化竞争。

高通量检测在临床应用可以简单理解为，根据已有研究基础、经验，通过测序的方法寻求关键”证据“，并加以解读。细一点分：一是看变化的，与正常、健康人比较的项目，比如缺失、突变等；二是分类学上的，比如病原微生物的区分及鉴定。今天就后者简单分享宏基因组在临床应用上的一些观点，初入临检方向，若有不当之处，烦请指正。

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伴随着检验技术发展及医院经验累积，面对感染，临床已经有了一套比较成熟的解决方案。也就是说，一般常见的感染如上呼吸道或者下呼吸道的，都是可以通过常规检验科及医院微生物实验室的老师定性、对症治疗的。但是，尚有一定比例的患者，由于各种因素，并不在“常见”的感染病症范畴，可能需要多科室联合会诊，严重起来需要抢救。那么，在这种不明原因的、疑似感染的危重急症下，高通量测序就有自己的用武之地了。

传统病原学诊断其实是一个非常复杂且系统的工作，需要非常专业工作人员通过多年的经验积累，才能在影像学、培养学中准确判断致病微生物。在这个过程中，受限于培养条件及生长方式，假若临床怀疑方向偏差，则可能增加试错几率，增加排查致病源难度，错失有效治疗时机。

我们都知道，抗生素滥用的后果是什么，国家也早在14年就已经出台相关法规规范、有条件地使用抗生素，但在医院还是能简单一线的抗生素优先进行抗感染治疗，甚至并没有培养结果或者其他有力感染证据。因此，需要一种能够无差别、跳过培养困境的方法，进行辅助诊断、指导用药。

基于宏基因组学研究拓展，mNGS检测技术逐渐受到临床专家的认可。相关概念可以查看之前鲍师傅 @鲍志炜的专栏查看，这里简单啰嗦一下。“宏”有宽大、广泛的意思，这里指的是所有生境下的内容，也就是说把样本中所有的核酸都当成一个整体进行测序获得序列，而分析中根据不同微生物的特征片段，获得物种注释及潜在功能。因此，理论上可以获得所有微生物的分布。借助数据库的优化，区分定植、环境菌、条件致病菌，可以在报告中体现疑似致病微生物，结合临床表征及报道，可以快速、准确地缩小感染病原怀疑范围，协助临床确认病原学诊断。

人体常见感染有以下几种：包括呼吸道感染、中枢神经系统感染、血流感染、局灶性感染。感染也分轻重缓急，但是感染发病远比想象中的多，尤其是院内感染，一般还是具有一定耐药性的条件致病菌。二代测序在感染性疾病诊断领域中的优势，在于其能检测到其他传统手段无法检测到的病原，但是考虑到成本，并不推荐作为轻症感染性疾病的一线检测手段。

主要参考文献

Chiu C Y , Miller S A . Clinical metagenomics[J]. Nature Reviews Genetics, 2019.

《中华传染病杂志》编辑委员会. 中国宏基因组学第二代测序技术检测感染病原体的临床应用专家共识[本文附更正][J]. 中华传染病杂志, 2020, 38(11):681-689.