近日，迪安诊断与南方医院增城分院董航明主任、罗网主任团队合作开展的三代纳米孔测序在肺部疾病病原体的检测回顾性分析研究发表于国际期刊discovery medicine (影响因子3.222)，迪安诊断何燕斌为共同第一作者、欧兆博士为共同通讯作者。
该研究表明，三代纳米孔测序技术能有效提升下呼吸道感染（lrti）患者的病原体的检出率，特别是对结核分枝杆菌、真菌和病毒病原体的检测。同时大大缩短了临床病原体检测的周期（将报告时间从3天减少到6小时）。
研究背景及过程
呼吸道感染严重威胁人体健康，致病菌种类繁多，包括细菌、病毒、真菌和肺炎支原体。下呼吸道感染(lrti)是住院患者最常见的并发症，也是导致死亡的主要原因之一。传统病原微生物的检测方法虽然多种多样，但在复杂感染或罕见病原体检测中，检出率低、全面性差、周期长是常见问题。与传统检测方法相比，纳米孔测序技术可提高病原体检测的效率和精度，同时可以改善患者预后。然而，由于缺乏支持纳米孔测序技术在感染性病原体临床应用的研究数据，在一定程度上限制了该技术的临床应用和普及。
本研究对70名肺部疾病感染患者的支气管肺泡灌洗液(balf)样本分别进行了传统微生物检测和三代纳米孔宏基因组测序检测。以balf培养联合定量pcr (qpcr)作为参比标准，分析纳米孔测序技术检测病原体的敏感性和特异性。采用传统培养、qpcr、tb-dna、xpert/mtb rif微生物检测方法，探讨第三代测序技术鉴定lrti病原菌的实际情况，期望为该技术未来的临床应用提供参考。
研究结果
▷三代纳米孔测序有效提升下呼吸道感染病原体的检测效率
fig 1
采用三代纳米孔测序的方法从70份balf样本中检测出59份中存在病原体（84.3%，fig 1），其中30份balf样本中检测出一种病原体（42.9%），29份balf样本中检测出两种及以上的病原体（共感染，41.4%）。相比于传统的微生物纯培养，三代宏基因组技术用于病原体的检出效率大大提升(table 1)。
table 1
▷三代纳米孔测序能够有效提升病毒、结核等特殊病原体感染的检出率
fig 2
基于三代宏基因组的测序检测中共发现了59例感染的balf标本，其中30例样本为单独感染，而29例标本为多种病原体的合并感染，细菌和病毒的合并感染是最常见的合并感染类型（fig 2）。
fig 3
通过横向比较痰液的tb dna检测（痰液诊断标准：> 500cfu/ml）、肺泡灌洗液结核杆菌纯培养、pcr检测、三代纳米孔测序四种不同方法阳性检出率的比较（fig 3），在检出的18例结核患者中，balf标本纯培养阳性率为0，通过三代宏基因组检测技术可将阳性率提升到33.3%。我国结核病的流行趋势虽有下降，但各地区疫情控制情况尚不平衡仍是当前较为突出的公共卫生问题，基于纳米孔的测序技术将有助于肺结核的早诊断早治疗，为“2035年全球终止结核病”提供较好的科研基础。
▷三代纳米孔测序准确性高，能够指导临床用药，帮助患者
table 2
而采用三代纳米孔宏基因组测序技术检测到59例为阳性样本，11例为阴性样本。与balf培养结果、qpcr的检测结果以及复合参考标准（balf培养加上qpcr综合标准）结果相比一致性分别为54.2%，61.4%，85.7%（table 2）。与复合参考方法为金标准，基于纳米孔三代宏基因组检测平台的灵敏度为70%，特异性为91.7%。
fig 4
在针对临床感染患者的用药指导方面，52名(74.3%)患者的临床用药方案参考了纳米孔测序结果，其中31名改变了药物治疗策略。根据肺炎严重指数评分（psi score）等级对患者的用药情况进行分析，在28例psi i级患者中，纳米孔测序结果为其中18名患者提供了用药参考，其中10人改变了临床药物治疗方案；在26名psi ii级患者中，纳米孔测序结果为20名患者提供了用药参考，其中12名患者改变了药物治疗方式。psi iii级、iv级患者分别有6名、5名患者发生了用药方式的改变（fig 4）。最终随访跟进后发现，其中47名（占比90.4%）患者很快得到改善并出院。
dano-seq多重病原体检测3.0
迪安诊断深耕感染领域多年，基于三代纳米孔测序平台，在近万例临床呼吸道样本检测的基础上自主研发临床级别病原数据库，对自主研发的tngs产品dano-seq多重病原体检测正式升级，将病原检测范围由188种提升至354种。
该产品通过设计特异性引物，结合多重pcr技术，对目标序列进行靶向扩增富集，利用纳米孔测序仪进行实时测序分析，实现针对特定病原的精准检测。tngs方法不受人基因组及背景菌基因组的干扰，可以大幅提升对结核、真菌、胞内菌、rna病毒等难检测病原体的检测率。同时囊括9大类耐药基因检测，一站式高效、经济解决临床痛点问题。满足呼吸道、局灶感染、不明原因感染等多场景病原体鉴定及多科室病原诊断需求。
三代纳米孔测序具有测序速度快、超长读长的技术优势。dano-seq多重病原体检测在临床和检验专家的专业指导和紧密协作下，将进一步助力临床感染病原及耐药一体化诊断提质增效。
