靶向二代测序在感染性疾病诊疗中的规范化应用专家共识2025.docx
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1、靶向二代测序在感染性疾病诊疗中的规范化应用专家共识2025摘要感染性疾病的诊疗关键是早期、快速、准确发现病原微生物。靶向二代测序CtNGS)由于其技术优势和高检测性能,而越发受到临床的广泛关注和应用。然而,tNGS的临床规范化应用还尚未统一,导致应用场景、样本采集、实验室检测、临床解读、质量控制等方面参差不齐,限制了tNGS的合理应用。因此,中国医学装备协会检验医学分会组织专家制定该共识,以规范tNGS临床应用,发挥tNGS技术优势,为感染性疾病诊疗提供保障。感染性疾病是临床诊疗的痛点,尤其在急、危、重、特等感染人群中,快速精准的诊断是临床靶向治疗的可靠依据。目前,新发感染性疾病总体呈上升趋势
2、病原体也呈现多元化和复杂化。因此,早期、快速、准确诊断病原微生物种类,对临床合理使用抗微生物药物及改善患者预后具有重大意义。宏基因组二代测序Cmetagenomicnext-generationsequencing,mNGS),通过对样本DNA和/或RNA进行高通量测序,无偏倚地检测几千甚至上万种微生物(包括细菌、真菌、病毒、寄生虫等),但mNGS检测灵敏度极易受人源背景的干扰,如何提高潜在病原体有效数据比例成为确保检测灵敏度的关键。靶向二代测序(targetednext-generationsequencing,tNGS)通过前置捕获和富集特定病原体的核酸,再进行高通量测序和生物信息学分析
3、可有效提高病原体的数据量和占比,提高检测灵敏度。tNGS可同时靶向检测上百种病原体,相较于传统病原学检测方法具有更广的检测范围和更灵敏的检出率,相较于mNGS能降低测序量,降低检测成本,减轻医疗负担。tNGS可分为基于液相探针杂交捕获建库的靶向测序和基于超多重聚合酶链反应(POIymeraSechainreaction,PCR)扩增建库的靶向测序口。止匕外,在测序平台的选择上,也可以使用基于单分子纳米孔测序技术路线的靶向测序进行病原体的鉴定。目前,mNGS在病原诊断领域得到广泛应用,已有多篇专家共识-J,但tNGS在感染性疾病诊疗方面尚无明确的共识。为进一步规范tNGS在感染性疾病诊疗中的应
4、用,中国医学装备协会检验医学分会自2023年4月组织专家共同编写本共识,经多次开会研讨,形成29条专家共识,以期促进tNGS技术的规范应用及发展推广。本共识拟实施的主要目标人群为危急重症感染的患者,使用者主要包括临床、检验、微生物、感控及公共卫生部门人员等,应用环境聚焦于传统检测受限、病情复杂或需精准治疗的感染场景。共识制定工作组由来自国内外41家机构54位专家组成,包括执笔人、指导专家和讨论专家。共识由指导专家提出中心思想和主要框架,执笔人开展临床调研和文献检索,以targetednext-generationsequencing、metagenomicnext-generationsequ
5、encingsinfection、pathogendiagnosis为关键词,在PubmedSpringerProtocolsWebofScience中国知网、万方数据和维普资讯检测至2024年8月的中英文文献,去重并精读后纳入30篇文献,结合临床经验并整理信息,撰写了共识的主要内容。之后经多次研讨会和初稿会收集讨论专家的问题和修改意见,凝练形成多条专家共识;采取函审形式由所有的专家审阅,整合反馈意见完成修改;通过专题会和定稿会,90%以上专家同意的共识描述纳入终稿,完成靶向二代测序在感染性疾病诊疗中的规范化应用专家共识。该共识主要规范了tNGS和mNGS的区别、tNGS应用场景和优势、样本采
6、集规范、实验室检测、临床解读、质量控制,助力感染性疾病的诊疗和监测。一、tNGS和mNGS的比较tNGS和mNGS都是以高通量测序和生物信息学分析为基础,辅助诊断病原微生物的技术手段,但二者在检测范围、检测成本、检测性能等方面存在差异(表1)。表1INGS和mNGS的参数比较方法学mNGSINGS检测原理样本核酸提取后,进行文库构建和高通量测序.分析和鉴定样本中的微生物种类及其相对丰度,并筛选与感染相关的病原体皿多重PCR路线:样本核酸提取后,采用多重/超多重PCR对临床关注的病原体进行靶向扩增、文库构建和高通量测序,分析和鉴定检测范围内的病原体g探针捕获路线:样本核酸提取后,构建宏基因组文库
7、并采用探针捕获技术针对性地捕获和富集文库中的靶标病原体,进行高通测序和病原体的鉴定靶向性非靶向靶向测序数据量较高,一般20Oooooo(20M)序列或以上川较低,一般100OoO(0.1M)序列3OOoOOo(3M)序列LW生信分析难度较斛相对较低B检测范围覆盖病原体可大于100oo种,214可检测罕见和新发病原体一般检测数卜种至数百种病原体(多重/超多重PCR技术路线);或数卜种至上千种病原体(探针捕获技术路线)23;无法检测罕见或新发病原体检测成本较高较低(多重/超多重PCR技术路线)或中等(探针捕获技术路线)检测性能宿主背景较高时,检测灵敏度下降;耐药基因来源广、灵敏度较低,不适用于耐
8、药基因分析-M不受宿主基因组占比的影响(多重/超多重PCR技术路线).或受宿主基因组占比的影响比宏基因组测序低(探针捕获技术路线0;耐药基因来源较明确、灵敏度较高,可用于耐药基因分析检测周期约为2438ht3*,6,7j约为1426h.注:tNGS为靶向二代测序,mNGS为宏基因组二代测序,PCR为聚合酶链反应共识1相对于mNGS,tNGS具有靶向性、测序数据量要求低、生信分析难度低、检测范围窄、检测成本低、灵敏度高、检测周期短的特点。二、tNGS的应用场景和优势90%以上mNGS阳性检出病原微生物种类不超过200种,而tNGS的检测范围主要针对常见、致病相对明确的100300种病原微生物,可
9、满足大部分感染性疾病诊疗需求。相较传统病原学检测(如涂片、培养、免疫学、PCR等),tNGS具有更广泛的检测范围和更高的检出率;相对于mNGS,tNGS成本较低,按需开展的同时可结合传统病原学检测,以获取更合理的诊断依据。对于危重症感染患者,传统病原学检测结果均阴性时,tNGS检测则显得非常重要。1 .血流感染:血流感染主要以全身性感染为主,病原体可随血液扩散,造成脏器功能损伤和病变,病情相对危重。与传统病原学检测相比,tNGS的检测灵敏度和准确性更高。但需注意的是tNGS检测的特异性低于传统病原学检测,对阳性结果的解读需紧密结合临床,以排除采样和检测过程中微生物的干扰。共识2疑似血流感染,建
10、议抗菌药物使用前、抗菌药物疗效差、停用抗菌药物24h后或下次用药前同步送检tNGS和血培养。2 .呼吸系统感染:呼吸系统感染的病原体更为复杂,病毒感染、变异和播散范围广,且容易引起细菌和真菌的继发感染,培养等病原学检测病毒和特殊病原体感染的局限性较大.。共识3疑似呼吸系统感染,常规用药效果不佳,3d内病原学检测阴性或重症感染时,推荐送检tNGS。共识4疑似tNGS检测范围内特殊病原体感染(如螺旋体、军团菌、支原体、衣原体、分枝杆菌等)且病情进展快或病程长的患者,免疫抑制、合并基础疾病、反复呼吸系统感染等病情危重者,有临床症状、影像表现或者血清学表现但规范抗感染治疗无效者,推荐送检tNGSo共识
11、5疑似罕见或新发病原感染,不在tNGS检测范围内,推荐mNGS检测。无法获得优质样本时,不建议送检硒GS或tNGS。3 .泌尿系统感染:泌尿系统感染是病原体直接侵入尿路,并侵犯尿路黏膜或组织而引起损伤。尿常规、尿沉渣镜检、尿涂片、尿生化等检查结果提示泌尿系统感染,尿培养是首选方法。对于支原体、衣原体、淋病奈瑟菌、结核分枝杆菌、非结核分枝杆菌、丝状真菌等培养困难或培养时间长的特殊病原体,尿培养通常为阴性,如有相关病史、高危暴露因素或既往阳性等,需优先考虑常规PCR或多重PCR。共识6疑似泌尿系统感染,推荐优先采用尿培养明确感染的病原体,当尿培养阴性或无法明确病原体时,如果有特殊病原体感染史或暴露
12、因素等,推荐采用靶向PCR;如果无病原体怀疑方向时,推荐送检尿tNGSo4 .中枢神经系统感染:中枢神经系统感染常病情危急,表现为发热、乏力、头痛、抽搐、呕吐、脑膜刺激征、意识障碍等症状,需首先完善脑脊液常规和病原学检测。共识7疑似中枢神经系统感染,若3d内未明确感染病原体且抗感染经验性治疗无效,推荐送检脑脊液tNGS。共识8疑似tNGS检测范围内特殊病原体(隐球菌、脑膜炎双球菌、结核分枝杆菌等)且病势迅疾或迁延感染患者,建议送检tNGSo5 .局灶性感染:局灶性感染指除血流、呼吸系统、泌尿系统、中枢神经系统感染外,以局部组织出现感染性症状如红、肿、热、痛、扪及波动感、有脓液渗出为表现的一类疾
13、病。如眼部感染伴随分泌物增多、疼痛、流泪、视物障碍等;骨关节感染伴皮温升高、肿痛、功能障碍等;皮肤软组织感染形成破溃、脓肿等。严重情况下可能出现非特异性表现或全身感染中毒症状。相对于传统培养,tNGS在局灶性感染的病原学检测敏感性更高o共识9疑似局灶性感染,3d内常规病原学检测阴性,经验性用药治疗效果不佳,或疑似检测范围内特殊病原体且病势迅疾或迁延者,推荐送检tNGSo6 .其他感染:以上未提及的样本来源,需完善相应的常规感染指标、微生物培养、PCR等再行考虑高通量测序。共识10疑似其他感染,无法明确感染源,或病情持续进展及抗感染治疗无效,推荐送检tNGSO对于复杂感染、多重感染需判断主要病原
14、体,以及明确急、危、重症患者感染源时,建议首选mNGS。三、样本采集规范tNGS检测样本应根据患者情况,选择与病灶最为相关的部位进行采样送检。若样本采集困难且无法获得优质样本,病情不能耐受有创操作,或暂无明确感染部位的患者,可选择患者血液样本送检,但其检测准确性和阳性率可能低于病灶部位样本。所有样本采集应严格执行无菌操作,同时尽量在抗微生物药物首次或下一次使用前采集标本,及时送检。止匕外,无菌操作仍有可能引入其他非目标微生物的核酸,尤其是采样部位的定植微生物。为保障检测质量,需根据感染类型规范送检。共识11根据不同感染类型,推荐不同样本类型和采集容器,并按不同的采集时机、采集要点、样本量要求、
15、保存和运输条件规范送检,样本采集规范参考宏基因组检测或常规微生物采集要求。四、实验室检测7 .标本前处理:不同样本类型的前处理操作不同。对于咽拭子、痰液、肺泡灌洗液、尿液、组织等样本,前处理主要涉及分装、破壁、离心、研磨、液化及消化等步骤。大多数细菌和所有的真菌都有细胞壁,需要破壁释放内部核酸,目前常用的破壁方式有机械研磨、化学酶处理和超声波破碎等。其中对于组织样本,需要研磨、切碎、胰酶消化;对于黏性较高的痰液等样本,需要进行液化处理,同时需注意在提取前样本已完全消化或液化,避免取样异质性对检测的影响。对于血液样本,需考虑血液样本不同成分对不同技术路线检测灵敏度的影响。研究表明,基于探针捕获技
16、术路线的血浆样本检测,其灵敏度高于血细胞或全血;对于超多重PCR建库路线,血细胞或全血的检测灵敏度高于血浆。因此应基于所选择的技术路线进行血液样本的离心分离和成分选择。区别于mNGS,tNGS为正向捕获技术,人源基因组对检测的影响较小,一般无需对黏稠样本、组织样本等高宿主背景的样本进行人源细胞裂解及核酸消化等去宿主处理。共识12tNGS样本提取前需进行合适的前处理(如黏稠样本的完全消化或液化,以及血液样本的血浆分离等),一般无需去宿主核酸。8 .核酸提取:首先要验证所选的核酸提取试剂盒,确保核酸提取的质量及效率。每次提取的核酸样本均需记录浓度、纯度和完整性,确保核酸质量符合建库要求。提取过程中
17、应严格遵循无菌流程,每个实验批次中都应设有内参、阴性质控品和阳性质控品,以评估每批次核酸质量的可信度及实验室环境潜在的背景干扰。由于核酸提取效率对检测结果准确性的影响较大,对于核酸提取浓度较低的样本,tNGS检测灵敏度可能会下降,建议通过分析样本核酸提取浓度对检测灵敏度的影响,建立核酸提取的阈值,对于核酸提取浓度异常的样本,优先重新提取或重采样检测。止匕外,对于样本性状较为澄清的肺泡灌洗液、胸腔/腹腔积液等,可通过离心富集进行核酸提取的方式,提高对结核分枝杆菌、隐球菌等核酸提取效率较低病原体的检测性能。共识13提取样本核酸的质量控制是保障tNGS结果准确的前提。9 .文库构建:由于检测病原体类
18、型、物种报告范围、技术路线(超多重PCR或探针捕获)等存在较大差异,因此存在多种建库路线。临床通常多为病原体DNA和RNA共同检测,一般有3种不同的建库路线:(1)对提取的总核酸直接逆转录处理后进行建库;(2)分别提取基因组DNA和RNA,RNA逆转录后,再等比混合基因组DNA和互补DNA进行文库构建;(3)分别对DNA和RNA单独建库,即一个样本构建两个文库。如仅需检测病原体DNA或仅需检测RNA,适用于第3种建库路线,单独建库。共识14文库构建是tNGS的核心内容,直接影响检测灵敏度和特异性,需根据检测目的选择合适的建库路线,并做好质量控制。文库构建的核心是超多重PCR扩增引物或捕获探针,
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