病原宏基因組高通量測序臨床本地化檢測規(guī)范專家共識

中國藥師協(xié)會, 中華醫(yī)學(xué)會細(xì)菌感染與耐藥防治分會, 國家衛(wèi)生健康委臨床抗微生物藥物敏感性折點(diǎn)研究和標(biāo)準(zhǔn)制定專家委員會.

DOI:10.3760/cma.j.cn112150-20230720-00019

實(shí)驗(yàn)室自建檢測(laboratory developed test,LDT)是指實(shí)驗(yàn)室自行研發(fā)、確認(rèn),僅限于本實(shí)驗(yàn)室使用的檢測技術(shù) [1]。近年來,隨著檢測技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展,一些前沿技術(shù)如基因測序、質(zhì)譜分析和流式細(xì)胞術(shù)等快速從基礎(chǔ)研究向臨床轉(zhuǎn)化,并展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。美國已將體外診斷(in vitro diagnostics,IVD)新技術(shù)納入 LDT 模式管理 [2]。我國 2016 年《國家衛(wèi)生計(jì)生委辦公廳關(guān)于臨床檢驗(yàn)項(xiàng)目管理有關(guān)問題的通知》提出,對于未列入《醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床檢驗(yàn)項(xiàng)目目錄》,但臨床意義明確、特異性和敏感性較好、價(jià)格效益合理的臨床檢驗(yàn)項(xiàng)目,應(yīng)當(dāng)及時(shí)論證,滿足臨床需求 [3]。2021 年國家藥品監(jiān)督管理局發(fā)布的《醫(yī)療器械監(jiān)督管理?xiàng)l例》中指出,對國內(nèi)尚無同品種產(chǎn)品上市的體外診斷試劑,符合條件的醫(yī)療機(jī)構(gòu)根據(jù)本單位的臨床需要,可以自行研制,在執(zhí)業(yè)醫(yī)師指導(dǎo)下在本單位內(nèi)使用 [4]。宏基因組高通量測序技術(shù)(metagenomic next-generation sequencing,mNGS)可以不基于假設(shè)、無偏倚地檢測疑似感染患者標(biāo)本中的病原微生物,擴(kuò)大病原體檢測種類,縮短檢測時(shí)間,提供可用于患者診斷、制定治療方案的關(guān)鍵信息,有效提升感染性疾病的診療水平,助力抗菌藥物合理應(yīng)用 [5]。mNGS 還有助于解決新發(fā)、罕見、疑難病原體的漏檢問題 [6,7,8,9]。但 mNGS 覆蓋病原體種類多、臨床驗(yàn)證難度大、驗(yàn)證周期長,使得常規(guī) IVD 產(chǎn)品注冊較為困難。為滿足臨床需要,本共識將在實(shí)驗(yàn)室符合國家相關(guān)政策法規(guī)以及保證檢測方法性能可靠的前提下如何在本地開展 mNGS 檢測提出具體指導(dǎo)意見。

01 mNGS 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)基本要求
Basic requirements for the construction of mNGS laboratory
實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)布局和環(huán)境條件
mNGS 在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中根據(jù)是否使用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain reaction,PCR)構(gòu)建文庫,可分為 PCR 建庫與 PCR-free 建庫兩大類型,兩者在實(shí)驗(yàn)室空間要求上有所差異。PCR 建庫中采用通用引物對文庫核酸分子進(jìn)行擴(kuò)增,核酸產(chǎn)物濃度較高,對產(chǎn)物的后續(xù)操作(加熱、震蕩、離心、混勻、移液)可能產(chǎn)生氣溶膠,易造成實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和其他文庫的污染,從而產(chǎn)生假陽性結(jié)果。因此,基于 PCR 建庫的 mNGS 實(shí)驗(yàn)室宜參照《醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床基因擴(kuò)增管理辦法》[10] 相關(guān)要求,在符合 PCR 要求的實(shí)驗(yàn)室中開展,防止核酸擴(kuò)增產(chǎn)物造成的實(shí)驗(yàn)室污染。

基于 PCR-free 建庫的 mNGS 實(shí)驗(yàn)可在同一個(gè)空間內(nèi)設(shè)置試劑準(zhǔn)備區(qū)、標(biāo)本處理區(qū)(配備生物安全柜)和建庫測序區(qū)(PCR-free 建庫、文庫純化、等量混合、上機(jī)測序)。PCR-free 文庫濃度可能低于 Qubit 熒光定量儀的檢測限,建議使用熒光定量 PCR(quantitative polymerase chain reaction,qPCR)方法進(jìn)行文庫濃度測定。雖然基于 PCR-free 建庫的 mNGS 實(shí)驗(yàn)在文庫定量前實(shí)驗(yàn)操作不存在 PCR 擴(kuò)增建庫所帶來的氣溶膠風(fēng)險(xiǎn),但仍然需要警惕人員操作等帶來的氣溶膠污染可能性,并在一個(gè)相對獨(dú)立的空間進(jìn)行 qPCR 法文庫濃度測定。

生物安全防護(hù)
mNGS 所檢測的微生物涉及范圍廣泛,實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)該在具備至少生物安全二級(biosafety level 2,BSL-2)資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,并按照生物安全相關(guān)要求進(jìn)行操作。如果處理可疑高致病性病原體的標(biāo)本,須滿足更高要求的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求 [11]。

設(shè)備設(shè)施
mNGS 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和器材應(yīng)能滿足濕實(shí)驗(yàn)、干實(shí)驗(yàn)和質(zhì)量控制需求。由于 mNGS 相較傳統(tǒng) PCR 有更高的病原體覆蓋范圍和防污染要求,在保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的前提下優(yōu)先采用經(jīng)性能確認(rèn)的封閉式自動(dòng)化設(shè)備代替部分人工操作,有利于避免實(shí)驗(yàn)過程中來自操作人員和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的微生物或其核酸造成的污染。

人員配置
根據(jù)每天處理的標(biāo)本數(shù)量,實(shí)驗(yàn)室應(yīng)配備具有相應(yīng)專業(yè)背景并能滿足需要的工作人員,包括:

(1)濕實(shí)驗(yàn)應(yīng)由具備分子生物學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)技能的人員,如分子生物學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)檢驗(yàn)技師操作;

(2)干實(shí)驗(yàn)需要配備生物信息研發(fā)及管理人員,以保證分析流程、持續(xù)更新、性能確認(rèn)、維護(hù)及管理 [12];

(3)結(jié)果審核應(yīng)配備具有臨床感染病學(xué)相關(guān)知識的微生物檢驗(yàn)醫(yī)師。針對疑難報(bào)告,建議成立 mNGS 報(bào)告解讀團(tuán)隊(duì),由具備臨床感染病學(xué)、臨床微生物檢驗(yàn)學(xué)、臨床分子生物學(xué)、生物信息學(xué)等相關(guān)專業(yè)知識的人員組成。所有人員均須通過崗位相關(guān)的培訓(xùn)和考核,并進(jìn)行定期能力評估方能上崗。

方法學(xué)選擇
實(shí)驗(yàn)室在正式開展實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對 mNGS 的全流程檢測方法進(jìn)行選擇和性能確認(rèn),特別對影響檢測結(jié)果的核心要素,包括但不限于標(biāo)本核酸提取方法、是否去宿主核酸以及去宿主核酸方法、是否富集微生物核酸以及富集方法、建庫方法、測序方法、最小測序數(shù)據(jù)量確認(rèn)、生物信息分析算法、數(shù)據(jù)庫選擇、背景核酸識別方法、新發(fā)病原體識別方法等,以滿足方法符合率、交叉反應(yīng)、精密度、準(zhǔn)確度、檢出限、抗干擾能力(如針對高人源標(biāo)本)、穩(wěn)定性等性能參數(shù)的要求。實(shí)驗(yàn)室要進(jìn)行嚴(yán)格的篩選和充分的數(shù)據(jù)驗(yàn)證,以求得到最佳的臨床檢測效能。經(jīng)確認(rèn)的檢測方法和實(shí)驗(yàn)參數(shù)需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)文件化管理,并由實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)質(zhì)量負(fù)責(zé)人和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人共同確認(rèn)后實(shí)施。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé) mNGS 項(xiàng)目的立項(xiàng)、研究、驗(yàn)證、制備等運(yùn)行管理工作,技術(shù)質(zhì)量負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé) mNGS 項(xiàng)目的研究、質(zhì)量管理體系的建立和運(yùn)行、產(chǎn)品放行等工作。方法學(xué)參數(shù)如有變更需進(jìn)行驗(yàn)證后再應(yīng)用于臨床標(biāo)本檢測。

02 濕實(shí)驗(yàn)流程搭建
Construction of wet experiment process
濕實(shí)驗(yàn)流程是指對待測標(biāo)本進(jìn)行前處理、核酸提取、文庫構(gòu)建、高通量測序,以獲得核酸測序數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)室操作環(huán)節(jié)。濕實(shí)驗(yàn)流程按操作方式分為手工操作和自動(dòng)化操作。在引進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備時(shí)需要使用與之配套兼容的濕實(shí)驗(yàn)試劑和流程,經(jīng)性能確認(rèn)合格后使用。根據(jù)檢測病原體核酸的類型,實(shí)驗(yàn)室可分別建立脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)和核糖核酸(ribonucleic acid,RNA)濕實(shí)驗(yàn)流程。

標(biāo)本前處理
為提高 mNGS 檢測的敏感性,可考慮在標(biāo)本前處理過程中對病原體或其核酸進(jìn)行富集,可選擇正向富集法與反向富集法兩類。正向富集法以 PCR 富集和探針捕獲為代表,屬于核酸提取后的富集方式。反向富集法即去宿主技術(shù),包括差速離心、差異化裂解、甲基化抗體處理等流程 [13]。病原核酸富集需要結(jié)合標(biāo)本類型、項(xiàng)目預(yù)期用途綜合考慮檢測性能、成本、操作時(shí)效性以及對目標(biāo)病原體可能造成的損失和偏好性,在開展性能確認(rèn)后再予以使用。

核酸提取
核酸提取分為核酸釋放與純化兩個(gè)主要步驟。核酸釋放方法包括物理法(機(jī)械研磨、超聲破碎等)、化學(xué)法(十六烷基三乙基溴化銨法或十二烷基磺酸鈉法等)、酶裂解法等,不同方法的核酸釋放效果有差異。實(shí)驗(yàn)室需要綜合考慮不同方法對不同病原體核酸的釋放效果,尋找最佳平衡點(diǎn)保障核酸提取的效率。以物理釋放法為例,破壁強(qiáng)度的提升能提高胞內(nèi)菌和真菌等病原體的裂解效率和核酸得率,但可能會破壞病毒核酸和游離 DNA(cell-free DNA,cfDNA)[14]。在使用物理方法時(shí),破壁時(shí)長(循環(huán)次數(shù))、破壁強(qiáng)度以及微珠材質(zhì)和粒徑都是應(yīng)考慮的因素。為提升釋放效果,可采取物理、化學(xué)、酶解等多方法聯(lián)合使用。在物理破壁完成后,增加十二烷基硫酸鈉和蛋白酶 K 的孵育,可達(dá)到充分裂解、釋放核酸的目的 [15]。核酸純化一般采用磁珠法或柱法兩種 [16],建議對純化后的核酸濃度、純度進(jìn)行測試以滿足后續(xù)建庫的要求。

核酸提取和純化若使用手工操作,應(yīng)考慮不同標(biāo)本類型的差異、不同核酸提取試劑盒的提取效率、純度以及片段大小等因素;若使用自動(dòng)化核酸提取儀系統(tǒng),需要綜合考慮檢測通量、自動(dòng)化程度、成本、核酸質(zhì)量等因素。

文庫構(gòu)建
DNA 文庫構(gòu)建主要分為 TA 連接法建庫與轉(zhuǎn)座酶建庫。RNA 文庫構(gòu)建與 DNA 相比,最主要的差異在于逆轉(zhuǎn)錄步驟,在保證建庫穩(wěn)定性的前提下可考慮去除人核糖體 RNA(占總 RNA 比例約 85%~90%)以提高 RNA 病毒的檢測敏感性。建庫方法可分為手工法建庫和儀器自動(dòng)化建庫,實(shí)驗(yàn)室在選擇方法前需對核心技術(shù)環(huán)節(jié)(如標(biāo)簽、接頭的連接)質(zhì)量進(jìn)行評估,主要質(zhì)量指標(biāo)包括單/雙標(biāo)簽測序,連接效率等。此外還應(yīng)考察建庫前核酸投入量的下限和上限,確保取得的文庫在核酸插入片段的大小分布上滿足所使用的高通量測序儀、測序模式和讀長,以及后續(xù)生信分析對片段大小的要求(常見要求為插入片段 50~500bp,主峰集中在±100bp),以避免過度片段化或片段化不足的情況。

高通量測序
測序儀與配套試劑、耗材通常為封閉一體化設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)室按照所選購設(shè)備的操作說明書進(jìn)行相關(guān)操作。在選擇測序儀時(shí),要綜合考慮兼容性、測序通量、測序時(shí)間、堿基判定的準(zhǔn)確性、成本等因素。為降低標(biāo)簽跳躍帶來的假陽性,宜使用雙標(biāo)簽測序模式。

03
干實(shí)驗(yàn)流程搭建
Construction of dry experiment process
干實(shí)驗(yàn)流程是指對測序數(shù)據(jù)進(jìn)行生物信息學(xué)分析及結(jié)果審核和報(bào)告的過程。

搭建模式、數(shù)據(jù)存儲與傳輸
mNGS 生物信息分析涉及算法、軟件和數(shù)據(jù)庫,需要基于臨床預(yù)期用途及可能的日常檢測標(biāo)本量計(jì)算所需要的服務(wù)器性能,保證下機(jī)數(shù)據(jù)能夠在預(yù)期時(shí)間內(nèi)完成分析。如有條件,建議實(shí)驗(yàn)室優(yōu)先使用本地服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲和管理,數(shù)據(jù)存儲、訪問、下載、分析等均應(yīng)符合國家對醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)管理的要求。若選擇云端分析系統(tǒng) [17],由于測序數(shù)據(jù)中含有患者的遺傳信息,需要與服務(wù)提供商針對數(shù)據(jù)訪問、使用、披露、中止、修改的權(quán)限與機(jī)密性達(dá)成書面協(xié)議 [18]。實(shí)驗(yàn)室必須確定數(shù)據(jù)存儲的數(shù)量、媒介、位置和儲存時(shí)限,數(shù)據(jù)的傳輸過程中應(yīng)設(shè)置只讀訪問,防止被篡改。

干實(shí)驗(yàn)流程搭建步驟與建議
原始數(shù)據(jù)的存儲與傳輸

實(shí)驗(yàn)室應(yīng)確定原始測序數(shù)據(jù)及 FASTQ 文件在服務(wù)器上存儲的位置,并明確具備唯一標(biāo)識的統(tǒng)一命名,便于數(shù)據(jù)調(diào)用與快速分類查找。文件命名建議包含數(shù)據(jù)檢測/分析日期、檢測實(shí)驗(yàn)室名稱、標(biāo)本類型、測序批次、唯一的標(biāo)本編碼等。命名規(guī)則一旦確定不得隨意改動(dòng)。

數(shù)據(jù)預(yù)處理

實(shí)驗(yàn)室可通過 FASTQC[19] 和 MultiQC[20] 等軟件查看測序數(shù)據(jù)質(zhì)量、總數(shù)據(jù)量、堿基質(zhì)量值(Q20 和 Q30)等,結(jié)合測序芯片泳道上生成的簇密度設(shè)置質(zhì)控點(diǎn)(如簇密度是否偏離有效范圍,堿基識別質(zhì)量值≥Q30 的數(shù)據(jù)比例是否偏低)判斷本批次數(shù)據(jù)能否用于后續(xù)分析。數(shù)據(jù)過濾規(guī)則可根據(jù)實(shí)驗(yàn)室對 mNGS 檢測的敏感性和特異性需求進(jìn)行調(diào)整,建議設(shè)置 Q30 堿基數(shù)量占比>75%、有效序列長度不小于 50bp、含 N 堿基比例小于 10% 等參數(shù)閾值。

過濾宿主序列

為了提高微生物數(shù)據(jù)的分析時(shí)效性,需要去除測序數(shù)據(jù)中的宿主序列,通常方法是把比對到人類基因組的序列進(jìn)行過濾。真菌和寄生蟲與人類的基因組序列有一定的同源性,在過濾宿主序列的過程中需要評估運(yùn)行時(shí)間、去除效率與非特異性去除(非人源序列而被錯(cuò)誤過濾)的序列比例。

物種注釋

物種注釋是病原宏基因組檢測最核心的內(nèi)容之一,主要是將通過質(zhì)量控制的非宿主序列與微生物參考數(shù)據(jù)庫比對,或者經(jīng)過從頭組裝成 contigs/scaffolds 后再比對到微生物參考數(shù)據(jù)庫,確定在特定序列相似性閾值(如≥97%)下的物種分類級別。物種注釋的準(zhǔn)確性取決于所選注釋工具的敏感性和特異性、算法閾值的合理性、參考數(shù)據(jù)庫的完整性及其納入微生物基因組的準(zhǔn)確性 [12]。目前可用的注釋工具分為三類:

(1)DNA-to-DNA 比對工具;

(2)DNA-to-Protein 比對工具;

(3)基于特征標(biāo)記基因的比對工具。有研究表明,利用相同的模擬數(shù)據(jù)集測試不同的宏基因組學(xué)分類工具,發(fā)現(xiàn)不同的分類工具識別的物種數(shù)量可能相差 3 個(gè)數(shù)量級以上 [21]。在 mNGS 中,DNA-to-DNA 工具往往比 DNA-to-Protein 工具能夠更好地進(jìn)行物種分類 [22],但 DNA-to-Protein 工具在識別新發(fā)和高度可變的基因序列時(shí)敏感性更高 [23]。而在以注重物種豐度的微生物組學(xué)分析中,則推薦使用基于特征標(biāo)記基因的比對工具 [24]。

總之,實(shí)驗(yàn)室在選擇物種注釋工具時(shí),應(yīng)基于檢測的預(yù)期用途,從運(yùn)行速度、準(zhǔn)確率、精確率、召回率等維度評估性能 [17]。實(shí)驗(yàn)室可使用近緣物種的基因序列對分析軟件的物種注釋功能進(jìn)行評估,另外在數(shù)據(jù)庫或分析算法有變更時(shí),以及定期對本實(shí)驗(yàn)室的 mNGS 物種/基因注釋功能進(jìn)行評估。

參考數(shù)據(jù)庫

微生物參考數(shù)據(jù)庫的選擇顯著影響物種注釋分類的結(jié)果 [25,26]?!逗昊蚪M測序病原微生物檢測生物信息學(xué)分析規(guī)范化管理專家共識》[17] 中對 mNGS 常用微生物數(shù)據(jù)庫的特征有較為詳細(xì)的描述。目前沒有任何一個(gè)公共數(shù)據(jù)庫能夠包含所有的潛在人類病原體的基因組信息(假陰性風(fēng)險(xiǎn)),且數(shù)據(jù)庫中不可避免地存在一些注釋錯(cuò)誤或污染的序列(假陽性風(fēng)險(xiǎn))[27]。因此在構(gòu)建、使用和管理這類數(shù)據(jù)庫時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注以下問題:

(1)充分評估數(shù)據(jù)庫的全面性以及納入物種在分類學(xué)上的代表性。同一微生物,往往具有遺傳差異的不同亞型或株,在選擇基因組時(shí),應(yīng)該考慮到微生物的遺傳多樣性,盡可能多地納入不同亞型或株的高質(zhì)量基因組;

(2)無論所選參考基因組的來源如何,實(shí)驗(yàn)室都需要通過重測序或其他技術(shù)手段確認(rèn)其注釋的準(zhǔn)確性,序列的完整性,避免納入錯(cuò)誤注釋、命名錯(cuò)誤或代表性不足的微生物序列;

(3)病原體(尤其是 RNA 病毒)在自然狀態(tài)下是不斷發(fā)生變異的,所以需要及時(shí)(或定期)對參考數(shù)據(jù)庫中的基因組信息進(jìn)行更新及驗(yàn)證 [28,29],更新的頻率取決于實(shí)驗(yàn)室或臨床的需求,以及序列在公共數(shù)據(jù)庫中的上傳或更新時(shí)間 [28];發(fā)生可能影響結(jié)果的數(shù)據(jù)庫修改、替換及更新等活動(dòng)均需要重新進(jìn)行評估;建議實(shí)驗(yàn)室每年對微生物數(shù)據(jù)庫進(jìn)行審核,必要時(shí)隨時(shí)進(jìn)行更新。但是對于使用本地化服務(wù)器的實(shí)驗(yàn)室,構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫大小需要權(quán)衡服務(wù)器的計(jì)算能力以及報(bào)告的時(shí)效性要求。

讀長歸一化

mNGS 檢測到的微生物常以讀長數(shù)作為結(jié)果,但它受測序量、標(biāo)本質(zhì)量等因素的影響,并且同張芯片不同文庫分配的下機(jī)數(shù)據(jù)量會有波動(dòng),所以有必要對讀長進(jìn)行歸一化處理 [30]。建議將每百萬測序讀長中匹配到某一微生物基因組的特異讀長(reads per million,RPM)作為歸一化指標(biāo) [30]。如果希望比較不同微生物在同一文庫中的讀長,則還需考慮微生物基因組大小不同帶來的差異(理論上,在相同條件下,基因組越長,測得的讀長越多),建議通過計(jì)算每百萬測序量下每一千個(gè)堿基的基因組長度的歸一化讀長來消除這種影響 [28]。需要注意,由于 mNGS 檢測原理不同于 qPCR,RPM 不能作為微生物核酸的定量指標(biāo)。

版本控制

由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)的 mNGS 生物信息學(xué)分析方案,各實(shí)驗(yàn)室自建分析流程內(nèi)部使用的分析軟件與數(shù)據(jù)庫處在不斷更新、確認(rèn)及完善的動(dòng)態(tài)過程中。為了保證每批次臨床標(biāo)本結(jié)果的可溯源性及可重復(fù)性,實(shí)驗(yàn)室需要明確每一次測試所使用的軟件及數(shù)據(jù)庫的版本,建議在報(bào)告單中體現(xiàn),至少應(yīng)包括分析日期、軟件名稱和版本號、對每個(gè)組成工具及算法的用戶自定義參數(shù)和系統(tǒng)默認(rèn)值等 [28],可使用版本管理工具如 Conda 完成 [31]。此外,可使用流程管理工具如 Snakemake 和 Nextflow 等對整個(gè)工具集進(jìn)行版本控制。

04
mNGS 的性能確認(rèn)
Performance confirmation of mNGS
干實(shí)驗(yàn)的性能確認(rèn)
當(dāng)生物信息學(xué)分析流程建立后,需對其進(jìn)行性能確認(rèn) [16],可以通過三類數(shù)據(jù)集進(jìn)行:

(1)臨床標(biāo)本測序數(shù)據(jù)集:注釋充分、特征明確的臨床標(biāo)本測序數(shù)據(jù)(FASTQ 或其他格式)[32];

(2)計(jì)算機(jī)模擬測序數(shù)據(jù):利用序列模擬軟件模擬生成測序數(shù)據(jù)集 [16,33],要求既要具有與真實(shí)測序數(shù)據(jù)質(zhì)量相同/相似的技術(shù)參數(shù)(文庫片段長度分布、測序模式、測序錯(cuò)誤類型及頻率、測序質(zhì)量值、測序深度等)[16,34],也要盡可能對臨床標(biāo)本的背景成分信息如宿主核酸、微生物和試劑背景核酸等進(jìn)行模擬;

(3)組合數(shù)據(jù)集:利用序列模擬軟件定量模擬一種或多種目標(biāo)病原體的測序數(shù)據(jù),然后將模擬序列添加到目標(biāo)病原體陰性標(biāo)本的真實(shí)測序數(shù)據(jù)中,形成接近臨床標(biāo)本的模擬數(shù)據(jù)集 [16]。

利用上述數(shù)據(jù)開展性能確認(rèn),確定干實(shí)驗(yàn)流程的主要性能指標(biāo),包括準(zhǔn)確率、精確率、召回率和 F1-Score(即精確度和召回率的調(diào)和平均值)等 [28,35]。如果在比對過程中出現(xiàn)寄生蟲的假陽性結(jié)果(寄生蟲為真核生物,與宿主序列相似度較高,且部分寄生蟲基因組數(shù)據(jù)中存在人源序列的污染),需要考慮設(shè)置更高的陽性匯報(bào)閾值或者對相應(yīng)寄生蟲的基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗。常見的寄生蟲匯報(bào)閾值為與陰性對照相比 RPM 達(dá)到 10 倍以上,基因組數(shù)據(jù)清洗常采用把目標(biāo)寄生蟲基因組單獨(dú)與人基因組比對并去除高度同源的序列 [36]。

全流程的性能確認(rèn)
確認(rèn) mNGS 濕實(shí)驗(yàn)和干實(shí)驗(yàn)全流程對病原體的檢測能力是否能夠達(dá)到臨床預(yù)期用途。在全流程性能確認(rèn)中至少應(yīng)包括革蘭陽性菌、革蘭陰性菌、分枝桿菌、絲狀真菌、酵母菌、DNA 病毒、RNA 病毒、寄生蟲,同時(shí)應(yīng)關(guān)注胞內(nèi)菌和難破壁的病原微生物。

性能確認(rèn)參數(shù)
可參考《分子診斷檢驗(yàn)程序性能驗(yàn)證指南》[37]、《臨床微生物培養(yǎng)、鑒定和藥敏檢測系統(tǒng)的性能驗(yàn)證》[38]、《病原宏基因組高通量測序性能確認(rèn)方案》[35] 等,建議實(shí)驗(yàn)室 mNGS 檢測系統(tǒng)應(yīng)對方法符合率、交叉反應(yīng)、精密度、準(zhǔn)確度、檢出限、抗干擾能力(如針對高人源標(biāo)本)、穩(wěn)定性等性能參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)。

樣品盤的制備
樣品盤要包含模擬參考品和已知病原檢測結(jié)果的真實(shí)臨床標(biāo)本。樣品盤的設(shè)置應(yīng)嚴(yán)格遵循臨床預(yù)期用途所涉及的標(biāo)本類型,所含微生物應(yīng)有代表性,盡可能覆蓋預(yù)期用途中的病原體。標(biāo)準(zhǔn)微生物菌株可以選用 ATCC 或 CMCC 菌株等。應(yīng)根據(jù)不同標(biāo)本類型來合理地設(shè)置模擬參考品中的人源細(xì)胞濃度(如支氣管肺泡灌洗液的人源細(xì)胞濃度中位數(shù)為 105cells/ml)。模擬參考品中應(yīng)至少包含革蘭陽性菌、革蘭陰性菌、絲狀真菌、酵母菌、分枝桿菌、DNA 病毒、RNA 病毒、寄生蟲共 8 類病原微生物。在制備模擬參考品前,針對所有待投入微生物進(jìn)行最低檢出限(limit of detection,LoD)研究并確認(rèn)是否能滿足預(yù)期用途中對檢測性能的要求,模擬參考品示例見表 1,D1-1 的微生物投入濃度為 LoD 的 5 倍,可作為弱陽性參考品進(jìn)行準(zhǔn)確度、精密度、穩(wěn)定性等參數(shù)的確認(rèn),D1-2 的微生物投入濃度為 LoD 濃度,可作為準(zhǔn)確度、精密度、抗干擾能力等參數(shù)的確認(rèn)。

表 1 模擬參考品示例

注:人源細(xì)胞濃度 1×10 5 cells/ml

方法符合率
使用已在國家藥品監(jiān)督管理局備案并批準(zhǔn)上市的商品化實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 試劑盒、數(shù)字 PCR 試劑盒或臨床金標(biāo)準(zhǔn)(微生物培養(yǎng)鑒定、病理染色等)作為參比方法,必要時(shí)可使用一代測序作為參比。選取陰性標(biāo)本 5 例,陽性標(biāo)本 5 例。按照標(biāo)本檢測程序與參比方法平行檢測,計(jì)算方法符合率。

交叉反應(yīng)
選取同屬內(nèi)近源物種,例如屎腸球菌和糞腸球菌、白念珠菌和熱帶念珠菌、紋帶棒桿菌和白喉棒桿菌等,將其分別按照一定濃度比例進(jìn)行混合測序,統(tǒng)計(jì)近源物種的檢出情況、讀長比例、相對豐度比例與預(yù)期是否一致(示例見表 1,D2 參考品)。

精密度
  • 批內(nèi)精密度:將上述參考品在同一時(shí)間內(nèi)用相同批次試劑完成 3 個(gè)全流程重復(fù),分析批次內(nèi)結(jié)果重復(fù)性。
  • 批間精密度:用不同批次的試劑分別將上述參考品在 3 個(gè)工作日內(nèi)完成各 3 個(gè)全流程重復(fù),分析批次間重復(fù)性。
  • 可接受標(biāo)準(zhǔn):對陽性標(biāo)本,分析結(jié)果是指通過生信流程得到的檢出病原中包括該參考品中的病原體,則記為正確結(jié)果,否則為錯(cuò)誤結(jié)果。結(jié)果一致的實(shí)驗(yàn)數(shù)占全部實(shí)驗(yàn)數(shù)比例高于 95%,判斷為可接受。
準(zhǔn)確度
采用參考品(模擬參考品)和真實(shí)臨床標(biāo)本進(jìn)行比對。在真實(shí)臨床標(biāo)本選擇上,應(yīng)綜合病原體分離培養(yǎng)、患者的影像學(xué)檢查結(jié)果、基于宿主反應(yīng)的檢測結(jié)果以及靶向治療后患者的臨床表現(xiàn)等綜合評價(jià)。

  • 樣本選擇:全流程檢測不少于 20 例標(biāo)本,包括 6 例陽性參考品(每例模擬混合參考品包含不少于 4 種微生物),14 例臨床標(biāo)本(不少于 10 例培養(yǎng)陽性)。分析檢測結(jié)果與已知參考品的內(nèi)含微生物以及臨床綜合判斷結(jié)果是否一致,對于結(jié)果不一致的使用 qPCR 或者送至另一穩(wěn)定運(yùn)行的 mNGS 實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行差異檢驗(yàn)。
  • 可接受標(biāo)準(zhǔn):20 例標(biāo)本中物種準(zhǔn)確性≥90%,則驗(yàn)證通過。對于臨床標(biāo)本,金標(biāo)準(zhǔn)方法和結(jié)合臨床信息綜合判定的病原體在 mNGS 檢測結(jié)果列表之中可判定為符合。
檢出限
mNGS 的檢出限受宿主細(xì)胞濃度、核酸提取效率、病原體種類等多種因素影響,建議以待測標(biāo)本類型中宿主細(xì)胞的中位數(shù)濃度對病原體檢出限進(jìn)行評估,以 95% 的重復(fù)均能檢測到某一病原體的最低濃度為檢出限。

  • 濃度選擇:使用陽性參考品梯度稀釋至擬定的檢出限濃度,可重復(fù)測定 5 次或在不同批內(nèi)對該濃度標(biāo)本進(jìn)行 20 次重復(fù)測定(如測定 5d,每天測定 4 份標(biāo)本)??筛鶕?jù)情況選用稀釋液或陰性標(biāo)本,該稀釋液不得含有被驗(yàn)證的目標(biāo)病原體。
  • 判斷標(biāo)準(zhǔn):如果是 5 次重復(fù)檢測,必須全部檢出靶核酸;如果是 20 次檢測,必須檢出至少 19 次(95% 檢出率)靶核酸。
穩(wěn)定性
  • 實(shí)驗(yàn)過程:將投入 5~10 倍 LoD 病原體的臨床模擬標(biāo)本,在 4℃、-20℃冰箱分別保存 1、4、7d,在-80℃冰箱分別凍融 1 和 2 次,評估對檢測結(jié)果的影響。
  • 可接受標(biāo)準(zhǔn):所有重復(fù)均檢出目標(biāo)病原體。
抗干擾性
在投入 3~5 倍 LoD 病原體的臨床模擬標(biāo)本中分別額外加入更高濃度(比如 106cells/ml、107cells/ml)的宿主細(xì)胞,每份標(biāo)本重復(fù) 2~3 次,以弱陽性參考品無法檢出時(shí)的內(nèi)參 RPM 值作為閾值。當(dāng)進(jìn)行臨床報(bào)告解讀時(shí),若內(nèi)參 RPM 低于閾值,需警惕假陰性。

05
臨床診斷性能評價(jià)
Clinical diagnostic performance evaluation
在完成 mNGS 的分析性能確認(rèn)后,需要使用真實(shí)標(biāo)本進(jìn)行臨床檢測效能評估 [39]。臨床有效性包含敏感性和特異性。敏感性是指參考方法檢測結(jié)果為陽性的標(biāo)本中,mNGS 得到相同陽性結(jié)果的比例 [40]。敏感性低則意味著會出現(xiàn)較多漏檢(假陰性)。特異性指參考方法檢測結(jié)果為陰性的標(biāo)本中,mNGS 得到相同陰性結(jié)果的比例,特異性低則意味著會出現(xiàn)較多假陽性結(jié)果。參考方法包含微生物培養(yǎng)、病理檢測、免疫學(xué)檢測、PCR、一代測序等。

臨床檢測性能評價(jià)主要采用觀察性研究。觀察性研究中通過評價(jià) mNGS 檢測結(jié)果與臨床其他參考方法結(jié)果的一致性,確認(rèn)敏感性和特異性。研究應(yīng)遵循《世界醫(yī)學(xué)大會赫爾辛基宣言》的倫理準(zhǔn)則和國家涉及人的生物醫(yī)學(xué)研究倫理的相關(guān)要求,應(yīng)當(dāng)經(jīng)倫理委員會審查并同意。標(biāo)本量與預(yù)期用途、評價(jià)指標(biāo)等多種因素相關(guān)。標(biāo)本量估算通常是基于統(tǒng)計(jì)學(xué)要求的最低標(biāo)本量估計(jì) [41]。值得注意的是,在評價(jià)某些罕見的病原體,陽性病例的數(shù)量有限,可以引用文獻(xiàn)報(bào)道的臨床敏感性和特異性作為理論支撐 [42]。實(shí)驗(yàn)室可采用 “代表性病原體” 進(jìn)行臨床診斷性能評價(jià) [43,44,45],比如根據(jù)臨床預(yù)期用途選擇不同類型的常見的病原體 [43],以期為同類病原體提供參考和借鑒。近年來已發(fā)表數(shù)篇基于腦脊液、呼吸道標(biāo)本、血漿等標(biāo)本類型的 mNGS 檢測流程和臨床性能確認(rèn)的研究可供實(shí)驗(yàn)方案參考 [16,25,36,46,47]。

06
mNGS 的質(zhì)量管理
Quality management of mNGS
mNGS 質(zhì)量管理的目的是規(guī)范分析前、分析中和分析后三個(gè)階段質(zhì)量控制,確保 mNGS 檢測報(bào)告的質(zhì)量。

分析前質(zhì)量控制
分析前質(zhì)量控制涉及標(biāo)本采集和送檢流程,標(biāo)本前處理流程,試劑耗材的批次、分裝、儲存時(shí)間以及設(shè)備的維護(hù)等環(huán)節(jié),需對上述環(huán)節(jié)設(shè)置質(zhì)控點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控?;诖耍瑧?yīng)建立標(biāo)本采集與送檢流程以明確標(biāo)本選擇、采集時(shí)機(jī)和方式、容器/耗材、標(biāo)本量、送檢單填寫規(guī)則、運(yùn)送保存條件、拒收標(biāo)準(zhǔn)等,以減少環(huán)境和人體定植微生物或其核酸污染,同時(shí)考慮標(biāo)本保存運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性 [6];應(yīng)建立臨床標(biāo)本的標(biāo)準(zhǔn)化前處理程序,對標(biāo)本性狀(比如澄清、黏稠、帶血、漏液等)和運(yùn)輸容器/時(shí)長/溫度等建立明確的接收和拒收標(biāo)準(zhǔn);應(yīng)建立試劑、耗材的批次、分裝、儲存時(shí)間以及設(shè)備的維護(hù)等流程質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn),以保障關(guān)鍵試劑(比如片段化酶、連接酶、聚合酶等)和關(guān)鍵設(shè)備(比如核酸提取儀、PCR 儀、建庫儀、測序儀等)的穩(wěn)定性和有效性。

分析中質(zhì)量控制
分析中質(zhì)量控制涉及核酸提取、文庫建立、測序生信分析等眾多環(huán)節(jié)。涉及的質(zhì)控點(diǎn)包括:核酸濃度、純度、完整性等;建庫前核酸投入量下限與上限、文庫核酸濃度、純度、片段大小分布;文庫有效數(shù)據(jù)量、Q30 值、接頭比例、內(nèi)參序列(人工合成雙鏈 DNA 序列或使用噬菌體,與待測病原體基因組沒有同源性)的檢出等。需要建立:核酸提取的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn);文庫質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn);測序數(shù)據(jù)質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn) [48];明確室內(nèi)質(zhì)控(陰性、陽性質(zhì)控品)的在控和失控標(biāo)準(zhǔn),每次測序需要包括陰性和陽性質(zhì)控品。質(zhì)控品作為患者標(biāo)本的類似物或替代品,完全按照真實(shí)標(biāo)本的檢測流程進(jìn)行操作。不建議用純水或磷酸鹽緩沖液等不含人源細(xì)胞/核酸的標(biāo)本作為陰性對照,因?yàn)榇祟惖秃怂釢舛葮?biāo)本會造成建庫失敗或背景微生物序列的過度放大而影響其作為背景監(jiān)測和陽性判斷閾值參考的作用。可以根據(jù)待測標(biāo)本類型的人源細(xì)胞/核酸濃度的分布和中位數(shù)設(shè)置陰性對照標(biāo)本的人源含量。陽性質(zhì)控品可以根據(jù)分析性能確認(rèn)的數(shù)據(jù),在人源細(xì)胞基質(zhì)(可與陰性對照標(biāo)本濃度保持一致)中投入 3~5 倍 LoD(弱陽性)的不同類型的滅活微生物來制備 [16],不建議使用質(zhì)粒作為陽性質(zhì)控品。

分析后質(zhì)量控制
分析后質(zhì)控涉及報(bào)告周轉(zhuǎn)時(shí)間、陽性率/陰性率、室內(nèi)質(zhì)控失敗率、報(bào)告修改率、與臨床診斷的一致率、復(fù)測率、取消測試數(shù)等數(shù)據(jù)的記錄、統(tǒng)計(jì)和分析,對異常記錄提供糾正措施以不斷改進(jìn)和優(yōu)化流程,并審查所有與檢測相關(guān)的文檔 [49]。此外,各實(shí)驗(yàn)室應(yīng)定期進(jìn)行室間質(zhì)評或能力驗(yàn)證,在檢測流程有重大調(diào)整,或更換核心試劑耗材時(shí)需要再次進(jìn)行性能確認(rèn)。國家衛(wèi)生健康委臨床檢驗(yàn)中心已開展多次 mNGS 室間質(zhì)評預(yù)研,建議實(shí)驗(yàn)室積極參加此類質(zhì)量評價(jià)活動(dòng),發(fā)現(xiàn)結(jié)果不符應(yīng)立即查找原因,及時(shí)整改。

07
mNGS 推薦使用的人群、時(shí)機(jī)和疾病
Recommended population, timing, and disease for mNGS use
mNGS 推薦使用的人群
重癥感染患者尤其是重要臟器衰竭,甚至多器官功能衰竭患者。常規(guī)檢測的同時(shí),或在常規(guī)檢測未得到病原學(xué)證據(jù)時(shí)獲取符合檢測要求的合格標(biāo)本進(jìn)行 mNGS 檢測 [14,36,50,51,52,53,54,55];高度疑似復(fù)雜感染,病原學(xué)診斷未明確且常規(guī)抗感染治療無效患者,建議進(jìn)一步完善常規(guī)病原學(xué)檢測的同時(shí)開展 mNGS 檢測 [43,56];慢性感染,慢性疾病難以除外感染,抗感染療效不佳需要明確病因患者,在完善常規(guī)檢測的基礎(chǔ)上開展 mNGS 檢測 [57];免疫缺陷患者感染,因?yàn)橐装l(fā)生機(jī)會致病菌感染和混合感染,而且感染病原體復(fù)雜多樣 [58],考慮應(yīng)用常規(guī)技術(shù)檢測的同時(shí),或在其基礎(chǔ)上開展 mNGS 檢測;不明原因發(fā)熱患者,考慮感染或不除外感染,規(guī)范性經(jīng)驗(yàn)抗感染治療無效,考慮應(yīng)用常規(guī)技術(shù)檢測的同時(shí),或在其基礎(chǔ)上開展 mNGS 檢測。

mNGS 推薦使用的時(shí)機(jī)
  • 盡早使用:危急重癥感染或局部感染不及時(shí)處理則后果嚴(yán)重,恐危及生命時(shí),應(yīng)在常規(guī)病原檢測基礎(chǔ)上,盡早使用 mNGS 檢測輔助明確病原體 [43,59];特殊病原體感染,存在群體性感染事件風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)在開展常規(guī)快速檢測的同時(shí),盡早使用 mNGS 檢測輔助明確病原體。
  • 在治療過程中使用:高度疑似感染性疾病,但傳統(tǒng)微生物檢測反復(fù)陰性且治療效果不佳時(shí),考慮在完善常規(guī)病原學(xué)檢測的同時(shí)或在其基礎(chǔ)上開展 mNGS 檢測;傳統(tǒng)病原學(xué)檢測的結(jié)果不能解釋臨床表現(xiàn)的全貌或/和抗感染治療的反應(yīng),懷疑同時(shí)存在其他病原感染時(shí),考慮在進(jìn)一步完善更多病原學(xué)檢測的同時(shí)或在其基礎(chǔ)上開展 mNGS 檢測;特殊患者如免疫抑制、器官移植術(shù)后、反復(fù)住院、合并基礎(chǔ)疾病,疑似繼發(fā)感染、新發(fā)感染時(shí),考慮常規(guī)病原學(xué)檢測的同時(shí)或在其基礎(chǔ)上開展 mNGS 檢測 [60,61]。
  • 擇期使用:表現(xiàn)為慢性或局部感染,或慢性疾病不除外感染,在嘗試常規(guī)病原學(xué)檢查未能明確致病源或/和規(guī)范性經(jīng)驗(yàn)抗感染治療無效時(shí),建議在進(jìn)一步完善常規(guī)病原學(xué)檢測的基礎(chǔ)上,與患者充分溝通后擇期使用 mNGS 檢測輔助明確病原體 [51]。
08
mNGS 標(biāo)本的選擇及采集
Selection and Collection of mNGS Specimens
mNGS 檢測可對標(biāo)本中所有核酸進(jìn)行檢測,不同標(biāo)本中人源核酸含量不盡相同,人源核酸含量越多,對結(jié)果的干擾越大 [62]。目前臨床對 mNGS 檢測的要求認(rèn)識不充分,標(biāo)本的選擇、采集和運(yùn)送缺乏統(tǒng)一的規(guī)范和要求。

mNGS 檢測技術(shù)幾乎適用于所有類型的臨床標(biāo)本,標(biāo)本的選擇須結(jié)合患者情況、流行病學(xué)、病原體特性、受累器官及感染部位等狀況綜合考慮。懷疑高致病性、新發(fā)或突發(fā)傳染病原微生物時(shí),標(biāo)本運(yùn)送須經(jīng)相關(guān)部門批準(zhǔn),嚴(yán)格按照《人間傳染的病原微生物目錄》[63] 的危害程度分類及國際民用航空組織《危險(xiǎn)品航空安全運(yùn)輸技術(shù)細(xì)則》[64] 的分類包裝及轉(zhuǎn)運(yùn)要求運(yùn)輸標(biāo)本,如通過其他交通工具運(yùn)輸也應(yīng)參照以上述標(biāo)準(zhǔn) [65]。臨床常見標(biāo)本的選擇見表 2。

表 2 mNGS 檢測的臨床標(biāo)本類型

從無菌部位采集標(biāo)本,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行無菌操作,避免污染。從有菌部位采集標(biāo)本,應(yīng)采取相應(yīng)防污染措施,避免定植或污染菌對結(jié)果的干擾。標(biāo)本采集后應(yīng)使用無菌、無核酸污染、帶蓋的專用容器,采集后封口膜密封,識別碼標(biāo)記,及時(shí)(建議 2h 內(nèi))送檢。臨床在送檢時(shí)盡可能提供詳細(xì)的臨床信息(如患者流行病學(xué)史、感染癥狀體征、疑似感染灶、疑似病原體、影像學(xué)/病理學(xué)證據(jù)等)供實(shí)驗(yàn)室人員綜合參考以便于測序數(shù)據(jù)的正確解讀。標(biāo)本運(yùn)輸過程中須防污染、防震蕩,使用冷鏈系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)。

09
報(bào)告解讀
Report Interpretation
mNGS 檢出法定傳染病及烈性傳染病病原的處置
傳染病病原名單建議

法定傳染病病原體:包括《傳染病防治法》規(guī)定的各類傳染病病原體。病原體種類應(yīng)根據(jù)國家相關(guān)法律法規(guī)的修正進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。其他烈性傳染病病原體:建議參考《人間傳染的病原微生物目錄》中對高致病性病原體的相關(guān)定義。

復(fù)核驗(yàn)證流程

建議根據(jù)國家規(guī)定和驗(yàn)證需求將標(biāo)本在有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行分離培養(yǎng)、特異基因片段檢測、特異性抗原抗體檢測等方法復(fù)核。如沒有剩余標(biāo)本,應(yīng)在做好生物安全防護(hù)的情況下進(jìn)行臨床重新采樣,應(yīng)用傳染病診斷標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的實(shí)驗(yàn)室診斷技術(shù)進(jìn)行病原檢測,基于病原檢測結(jié)果,結(jié)合臨床癥狀、流行病學(xué)史,依據(jù)現(xiàn)行傳染病診斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行診斷。

傳染病病原體處置建議

如患者被診斷為傳染病的,按照《傳染病防治法》等法律法規(guī)規(guī)定的流程上報(bào)疾控部門,并且對患者、標(biāo)本等進(jìn)行規(guī)范的處置。應(yīng)按要求將剩余標(biāo)本或重新采集標(biāo)本送上級部門進(jìn)行確認(rèn),并上報(bào)患者情況,同時(shí)做好必要的患者隔離措施和相關(guān)治療工作。

疑似新發(fā)病原體處置建議

若檢出疑似新發(fā)病原體,應(yīng)立即組織專家開展研判,尤其當(dāng)疑似新病原體的序列與已知的烈性或者高傳染性病原體序列相似,或者短時(shí)間內(nèi)從≥2 例流行病學(xué)相關(guān)患者中檢出疑似新病原體時(shí),應(yīng)立即上報(bào)有關(guān)部門。

報(bào)告解讀的邏輯
病原體物種解讀

檢出法定傳染病及烈性傳染病病原,尤其是當(dāng)檢出甲類傳染?。ㄊ笠?、霍亂)以及部分傳染性較強(qiáng)、危害較大的乙類傳染?。ㄈ鐐魅拘苑堑湫头窝住⒓顾杌屹|(zhì)炎、人類高致病性禽流感、炭疽等)病原體,應(yīng)立即對下機(jī)數(shù)據(jù)的質(zhì)量,特別是比對到烈性傳染病的特異性序列的準(zhǔn)確性、讀長數(shù)、基因組覆蓋度等數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格核實(shí),確認(rèn)可排除背景核酸污染以及特異性序列比對無誤的前提下,同時(shí)啟動(dòng)標(biāo)本復(fù)核程序。當(dāng)從標(biāo)本中檢出明確可導(dǎo)致感染且能排除污染、定植微生物和背景核酸時(shí),應(yīng)報(bào)告高度懷疑該病原菌為引起感染的病原菌?;颊邿o菌部位標(biāo)本如血液和腦脊液標(biāo)本中檢出可疑病原菌,在無其他感染病原證據(jù)且能排除污染、定植微生物和背景核酸時(shí),應(yīng)報(bào)告為可疑致病微生物。從開放性腔道如呼吸道或可能存在皮膚定植菌污染部位的標(biāo)本中檢出條件致病微生物時(shí)應(yīng)結(jié)合序列數(shù)、文庫濃度、患者臨床病史信息、感染相關(guān)指標(biāo),會同多學(xué)科專家進(jìn)行討論明確是否為責(zé)任病原體。報(bào)告單中應(yīng)至少包含檢出的病原微生物種屬名稱、唯一比對的讀長數(shù)、相對豐度和室內(nèi)質(zhì)控?cái)?shù)據(jù),以及對術(shù)語、技術(shù)參數(shù)和病原微生物的注釋。mNGS 報(bào)告中的病原體物種名稱應(yīng)標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)的中英文名稱,部分可參考的網(wǎng)站包括細(xì)菌網(wǎng)站 https://lpsn.dsmz.de/和真菌網(wǎng)站 https://www.mycobank.org 等。

耐藥/毒力基因解讀

通過耐藥/毒力基因預(yù)測病原菌對抗菌藥物的敏感性以及病原體的致病力,可為臨床的抗感染治療提供參考依據(jù)。但需要注意的是,不是所有的耐藥/毒力基因存在即表達(dá),可能存在基因型和表型不一致的情況;部分導(dǎo)致耐藥/致病的機(jī)制尚無法通過檢測基因來明確;目前對于耐藥/毒力基因的物種歸屬分析技術(shù)尚未完善。因此,應(yīng)謹(jǐn)慎開展以耐藥/毒力基因來預(yù)測病原微生物耐藥性和致病力。對于實(shí)驗(yàn)室可開展常規(guī)藥敏試驗(yàn)檢測病原菌對抗菌藥物敏感性結(jié)果的藥物,不宜以耐藥基因結(jié)果進(jìn)行預(yù)測,應(yīng)以表型法藥敏試驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。

10
LDT 項(xiàng)目備案與管理
LDT project filing and management
目前,mNGS 的國內(nèi) LDT 模式還未形成系統(tǒng)性的管理規(guī)范,在具體的檢測技術(shù)層面上存在標(biāo)準(zhǔn)化程度低、檢測結(jié)果差異大、質(zhì)量控制體系不完善等問題。2021 年 6 月發(fā)布的《醫(yī)療器械監(jiān)督管理?xiàng)l例》第五十三條為 LDT 模式的合規(guī)化開展提供了法理依據(jù),在實(shí)操層面,國家重點(diǎn)支持推進(jìn) LDT,2023 年 1 月國家藥監(jiān)管理部門及衛(wèi)生主管部門聯(lián)合印發(fā)關(guān)于 LDT 試點(diǎn)工作的通知,對于自行研制使用體外診斷試劑的試點(diǎn)醫(yī)院資質(zhì)、試劑制備要求、質(zhì)量管理等重點(diǎn)方面作出了相應(yīng)的監(jiān)管要求,建議符合條件開展 LDT 項(xiàng)目的醫(yī)療機(jī)構(gòu),密切關(guān)注立法及監(jiān)管最新動(dòng)態(tài),按相關(guān)法規(guī)進(jìn)行申報(bào)、備案和管理。

執(zhí)筆人:

楊啟文(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院檢驗(yàn)科);馬筱玲(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院檢驗(yàn)科);張建中(中國疾病預(yù)防控制中心傳染病預(yù)防控制所);李軼(河南省人民醫(yī)院檢驗(yàn)科);吳文娟(上海市東方醫(yī)院檢驗(yàn)科);楊繼勇(解放軍總醫(yī)院檢驗(yàn)科);韓東升(浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院檢驗(yàn)科);李家斌(安徽醫(yī)科大第一附屬醫(yī)院感染科);羅燕萍(解放軍總醫(yī)院檢驗(yàn)科);周華(浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院呼吸科);谷麗(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院感染科);張西京(空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科);李敏(上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院檢驗(yàn)科);單斌(昆明醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院檢驗(yàn)科);胡付品(復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院抗生素研究所);劉正?。ㄖ袊t(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院感染科);周海?。ㄖ袊膊☆A(yù)防控制中心傳染病預(yù)防控制所)

主要審稿專家(按姓氏首字母順序排列):

陳德昌(上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科);馮四洲(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液病醫(yī)院血液科);顧兵(廣東省人民醫(yī)院檢驗(yàn)科);胡繼紅(國家衛(wèi)生健康委員會臨床檢驗(yàn)中心);劉曉琳(國家衛(wèi)生健康委員會合理用藥專家委員會);孫自鏞(華中科技大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院檢驗(yàn)科);施毅(南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬金陵醫(yī)院呼吸科);王明貴(復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院抗生素研究所);王佳偉(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科);徐英春(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院檢驗(yàn)科);肖永紅(浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院感染科);俞云松(浙江省人民醫(yī)院感染科);張耀華(中國藥師協(xié)會);鄭磊(南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院檢驗(yàn)科);鄭波(北京大學(xué)第一醫(yī)院感染科);卓超(廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院感染科);周鐵麗(溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院檢驗(yàn)科)

參考文獻(xiàn):略