背景介紹：

mNGS即宏基因組二代測(cè)序，這種檢測(cè)方法不需要額外培養(yǎng)微生物，直接從環(huán)境/臨床樣品中提取得到全部微生物的DNA，利用二代測(cè)序的方法研究樣本中全部微生物的遺傳組成及其群落功能，相比培養(yǎng)微生物，克快速獲得分析報(bào)告。
 

近年來(lái)mNGS關(guān)注度極高，醫(yī)院和第三方醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)公司也開(kāi)始開(kāi)展相關(guān)項(xiàng)目，但針對(duì)類疑難樣本的處理沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的方案，今天介紹兩篇文獻(xiàn)詳細(xì)介紹了整體實(shí)驗(yàn)方案，包括所需樣本體積、樣本采集運(yùn)輸保存、上清分離、核酸提取、建庫(kù)等，其中樣本核酸提取和建庫(kù)分別采用了QIAamp DNA Micro Kit和QIAseq Ultralow Input Library Kit兩款來(lái)自QIAGEN的明星產(chǎn)品。

mNGS用于診斷兒童神經(jīng)系統(tǒng)感染

為了評(píng)估兒童腦脊液中游離DNA（cfDNA）mNGS的性能，本文章分析了cfDNA mNGS在中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染或非感染性神經(jīng)疾病兒童中的效率。采用124名隨機(jī)受試者的腦脊液樣本，評(píng)價(jià)cfDNA的mNGS與全細(xì)胞DNA（wcDNA）之間的準(zhǔn)確性。
 

樣本類型：腦脊液
 

流程：每個(gè)受試者采集約1-2 mL的腦脊液，在提取cfDNA時(shí)，將腦脊液樣品中的細(xì)胞通過(guò)1600g離心10 min去除，然后在4°C下以16000g離心10 min。從上清液中提取并純化cfDNA。在提取wcDNA時(shí)，使用研磨儀對(duì)腦脊液樣本均質(zhì)化，然后，將處理后的標(biāo)本在10000g下離心5 min，二者均使用QIAamp DNA micro Kit（56304）進(jìn)行純化。
 

使用Qubit 檢測(cè)核酸的質(zhì)量，宏基因組學(xué)文庫(kù)由QIAseq Ultralow Input Library Kit（180497），僅需最低10pg的起始DNA。文庫(kù)質(zhì)量由安捷倫2100生物分析儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在Illumina Nextseq 550平臺(tái)上進(jìn)行匯集和測(cè)序。
 

結(jié)果：cfDNA mNGS檢測(cè)到的微生物廣泛檢出率為71.0%，與臨床診斷的敏感性和總符合率分別為68.9%和67.5%。與wcDNA mNGS相比，cfDNA mNGS在檢測(cè)病毒（66對(duì)13）和分枝桿菌（7對(duì)1）方面具有更高的效果，且reads顯著高于每百萬(wàn)分。mNGS試驗(yàn)的最佳時(shí)間為抗感染治療開(kāi)始后1~6天，mNGS開(kāi)始較早，細(xì)菌中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染的識(shí)別越好。
 

結(jié)論：cfDNA mNGS在兒童中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染的致病病原體檢測(cè)方面總體上優(yōu)于傳統(tǒng)方法，甚至優(yōu)于wcDNA mNGS。

mNGS用于診斷尿路感染

尿路感染（UTI）是最常見(jiàn)的感染之一，病原體培養(yǎng)是診斷UTI的金標(biāo)準(zhǔn)，然而培養(yǎng)耗時(shí)且檢出率較低。本文章的研究者們?cè)谂R床中發(fā)現(xiàn)，有些患者在尿液病原體培養(yǎng)結(jié)果為陰性，但他們有多次異常的尿檢結(jié)果和持續(xù)的尿路癥狀，并仍被懷疑患有UTI。故而將mNGS檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于UTI，并與常規(guī)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)進(jìn)行比較，并評(píng)估患者的臨床結(jié)果。
 

樣本類型：尿液
 

流程：3ml尿液用于mNGS檢查，使用干冰保存，24h內(nèi)運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室，離心去除樣品中的細(xì)胞，收集上清后提取DNA。使用QIAamp DNA micro Kit（56304）進(jìn)行純化核酸。使用Qubit 檢測(cè)核酸的質(zhì)量，宏基因組學(xué)文庫(kù)由QIAseq Ultralow Input Library Kit（180497），僅需最低10pg的起始DNA。文庫(kù)質(zhì)量由安捷倫2100生物分析儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在Illumina Nextseq 550平臺(tái)上進(jìn)行匯集和測(cè)序。
 

結(jié)果：在尿液樣本的細(xì)菌和真菌檢測(cè)中，在29例mNGS（87.9%）中至少檢測(cè)到一種病原體，其中19例（57.6%）mNGS陽(yáng)性但尿液微生物培養(yǎng)陰性，10例（30.3%）mNGS和培養(yǎng)陽(yáng)性。其余4例（12.1%）患者經(jīng)兩種檢測(cè)均為陰性。總體而言，mNGS的表現(xiàn)優(yōu)于培養(yǎng)物。此外，mNGS檢測(cè)到了更廣泛的病原體譜，檢測(cè)到了26種，而在培養(yǎng)中只發(fā)現(xiàn)了5種。mNGS敏感性顯著高于培養(yǎng)檢測(cè)。
 

結(jié)論：mNGS是一種比培養(yǎng)有明顯優(yōu)勢(shì)的技術(shù)，特別是在難以診斷和治療的混合感染和尿路感染的背景下。它有助于提高對(duì)病原體的檢測(cè)，指導(dǎo)治療策略的改變，是對(duì)尿液培養(yǎng)的有效補(bǔ)充。

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doi: 10.3389/fcimb.2023.1119020

doi: 10.1128/spectrum.02530-22