病原宏基因组学推进感染精准医学|首届华南抗感染MDT高峰论坛专题报告

2019年4月10日，第一届华南地区医院感染与抗感染多学科协作高峰论坛在广州市召开，近800位临床专家参加了此次大会。北京医学检验学会微生物与感染分会常务委员、海峡两岸医药卫生交流协会精准感染病专委会常务委员、中华预防医学会诊断微生态学会委员、微远基因首席执行官李永军受邀作“病原宏基因组推动感染精准医学”的专题报告。

图1：微远基因首席执行官李永军做专题报告

据报道，2018年全国下呼吸道感染、脓毒血症和中枢神经系统感染患者达1200万以上，而培养、PCR等传统病原学诊断方法在敏感性、特异性、检测范围等方面与临床迫切需求之间存在巨大差距。李永军引用陈民钧教授在《医学参考报》微生物与感染频道的专家寄语，展望高通量测序技术的快速发展将会在感染性疾病领域发挥重大作用。而病原宏基因组学检测无需培养，直接从临床样本提取核酸，对样本中多个物种进行高通量测序，进而实现病原体种属鉴定和深入分析。病原宏基因组学作为颠覆式病原体诊断技术，在2014-2018年之间临床应用进展迅速。

图2：Nature Genetics综述： 临床宏基因组学

李永军回顾了国内外病原宏基因组学在脓毒症、中枢神经系统和呼吸系统以及骨关节感染方面的研究进展， 并介绍了病原宏基因组学被写入《中国成人医院获得性肺炎与呼吸机相关性肺炎诊断和治疗指南（2018年版）》，2019年中华急诊医学杂志发表《宏基因组诊断技术在急危重症感染应用的专家共识》。

病原宏基因组学步入2.0时代

李永军从临床医生的重要关切出发，引用来自《Nature Microbiology》、《PNAS》、《Journal of Clinical Microbiology》等权威杂志的多篇文献，提出病原宏基因组学正在迈入2.0时代，关键技术突破与发展方向包括：

1. 病原宏基因组学向宏转录组学和耐药基因组学扩展，将感染诊断从病原体单维度拓展到宿主、病原体和药物多个维度，为临床感染精准诊疗提供丰富全面的参考信息。病原宏基因组学将会与培养、PCR等传统方法学优势互补，共同实现病原体的准确鉴定以及药敏检测。

2. 通过皮肤和呼吸系统等人体微生态菌群、试剂工程菌和背景菌等数据库的建设，病原宏基因组学能够帮助临床区分正常人体微生态；通过半定量的方式建立正常定植菌群参考基线，病原宏基因组学有助于区分定植与感染，锁定目标病原体，进而对临床抗感染治疗过程进行动态评估监测。

3. 病原宏基因组学检测方法覆盖血液、脑脊液、痰液等多类型样本，而无创性血液游离DNA检测技术对于临床感染性疾病诊断价值巨大。在阳性结果帮助临床鉴定病原体的同时，阴性检测结果具有重要的排除感染价值，为临床诊疗方案决策提供线索与支持。

感染精准医学未来发展

对于未来技术发展，李永军谈到了从病原宏基因测序到基因编辑诊断技术的发展方向。在2018年CRISPR-Cas12a/13a/14的最新发展，可以分别针对dsDNA，RNA，ssDNA序列进行目标性检测，有望成为更加特异，更加灵敏，快速简易的分子POCT诊断平台，在病原诊断方面有巨大的应用潜力。

作为报告结尾，李永军引用3月27日发表《Nature Genetics》上的综述文章《Clinical Metagenomics》，全面探讨了该技术在病原体鉴定、耐药基因分析、微生物组和转录组分析的巨大应用前景；谈到现阶段在时间和成本的充分考量下，病原宏基因组可以通过病原体富集技术提升检测能力，并且随着测序成本的下降进一步提升测序数据量。最后，李永军展望了AI for AI （Artificial Intelligence for Anti-Infection）的远景，结合病原基因组学，医学影像智能识别和电子病历文本挖掘等多维数据分析，实现医学人工智能辅助的感染精准诊疗体系。

图3 ：感染病精准诊断: AI for AI

宏基因组学方法已有近十年发展历程，于2014年进入临床感染性疾病诊断领域，显著提高了病原体检出率，提升了罕见病原体检测能力。病原宏基因组学正在迈入2.0时代，使得精准医学从生育健康和肿瘤检测延伸到感染性疾病领域，提升疑难复杂感染性疾病的精准诊疗水平。

关于微远基因IDseqTM

微远基因是国内首家同时拥有基因编辑技术(CRISPR)诊断平台与病原宏基因组学 (mNGS)两大核心技术的企业，建设了近3000平米的医学检验实验室（已获批医疗机构执业许可），研发中心和体外诊断试剂GMP生产基地，专注于基因科技与精准医疗，通过独立医学检验室或医院联合实验室的业务模式，为医院和患者提供临床检测服务。

IDseqTM基于病原宏基因组学方法，适用于疑难、危重和免疫缺陷等特殊感染患者，全面覆盖细菌、真菌、病毒和寄生虫等10051种病原体，实现实验室检测周期在24小时之内，通过海量宏基因组数据分析感染病原体，实现感染性疾病病原体的快速，准确和全面鉴定，进而辅助临床感染诊疗。

图4： IDseq™ for ID doctor