感染性疾病是全球范围内最主要的公共卫生威胁之一。据世界卫生组织(WHO)统计,每年因感染性疾病死亡的人数超过千万,其中许多病例因未能及时明确病原体而延误了治疗。当患者出现不明原因发热或重症感染时,医生通常会采用一系列传统检测方法,包括涂片镜检、微生物培养、抗原抗体检测以及PCR技术等。然而,这些方法虽然应用广泛,但各自存在明显的局限性,难以满足现代精准医疗的需求。
传统检测方法的局限性
涂片镜检是最基础的病原体检测手段,通过显微镜直接观察样本中的微生物形态。这种方法操作简单、成本低廉、灵敏度较低,尤其是当样本中病原体数量较少时,极易漏检。
微生物培养是临床诊断的“金标准”,通过将样本接种在特定培养基中,等待病原体生长后进行鉴定。然而,培养法耗时较长,通常需要2天至5天才能出结果,对于重症感染患者来说,这段时间可能意味着病情的急剧恶化。
抗原抗体检测通过免疫反应识别病原体的特定蛋白或抗体,适用于快速筛查。然而,在感染早期,患者体内可能尚未产生足够的抗体或抗原,导致检出假阴性。例如,HIV感染的“窗口期”可能持续数周,此时抗体检测无法检出。此外,交叉反应也可能导致检出假阳性,影响诊断的准确性。
PCR技术通过扩增特定病原体的基因片段,实现高灵敏度检测,但普通PCR一次只能针对少数几种病原体设计引物,难以覆盖复杂感染的可能病原体。
什么是靶向NGS检测
近年来,靶向NGS(tNGS)检测技术的出现为感染性疾病的诊断带来了革命性变化。这项技术结合了靶向富集与高通量测序策略,能够在24小时内快速锁定细菌、病毒、真菌、寄生虫等上百种病原体,同时检测耐药基因和毒力因子,为临床治疗提供关键依据。
tNGS的核心是通过多重PCR或杂交捕获技术,特异性富集目标病原体的基因片段,随后进行高通量测序。与宏基因组测序(mNGS)不同,tNGS不依赖随机测序,而是针对已知病原体的保守序列或特征性基因设计探针或引物,从而大幅提高检测的灵敏度和特异性。例如,针对呼吸道感染,tNGS可以同时检测流感病毒、肺炎链球菌、结核分枝杆菌等上百种病原体,并区分其亚型或耐药突变。
tNGS的临床优势
1.高检出率:以呼吸道感染为例,tNGS的阳性检出率可达90%,远高于传统培养法的20%。对于疑难感染或免疫缺陷患者(如HIV感染者、肿瘤化疗患者),tNGS能够快速识别罕见或混合感染病原体。
2.快速高效:传统方法可能需要数天甚至数周才能明确病原体,而tNGS通常在24小时内完成检测,显著缩短诊断时间,对于疑难感染、免疫缺陷患者感染以及新发突发传染病,tNGS都能提供快速、准确的诊断支持。
3.耐药基因检测:tNGS可同步检测耐药基因,帮助医生选择最有效的抗生素,避免经验性用药导致的治疗失败或耐药性加剧。
4.避免宿主干扰:相对于宏基因组测序(mNGS),tNGS采用多重PCR或杂交捕获方法,特异性富集目标病原体基因片段,在大幅降低测序成本的同时,有效避免宿主DNA的干扰。
tNGS的局限性
尽管tNGS优势显著,但仍存在一定的局限性。
1.预设病原体谱的限制:tNGS只能检测已知且纳入检测范围的病原体,对未知或新发病原体可能漏检。
2.结果解读的复杂性:检测到的病原体核酸可能来自定植菌、死菌或环境污染,需结合临床表现、影像学和其他实验室检查综合判断。
3.成本与普及度:虽然tNGS比mNGS更经济,但费用仍高于传统检测,目前主要在三级医院开展。
靶向NGS技术如同感染性疾病领域的“基因侦探”,以其快速、精准、广谱的优势,正在重塑感染诊断的格局。尽管目前存在一定局限性,但是随着技术迭代和临床经验积累,这项技术正在向更智能、更普惠的方向发展。便携式测序设备的出现使其有望应用于基层医院,让更多患者受益。可以预见,这项技术将成为感染性疾病诊断的重要工具,为精准医疗时代提供强有力的技术支撑。未来,随着检测成本的降低和标准化流程的建立,靶向NGS或将成为感染诊断的常规手段。
(柳州市柳铁中心医院
左曙光)