精准医学时代，NGS为危重患者诊断带来曙光

文/刘庆华 李强 编辑/青鸟

李强

上海同济大学附属东方医院呼吸与危重症医学中心主任，肺部肿瘤临床诊疗中心主任，大内科及内科教研室主任，教授、主任医师，博士生导师。世界支气管病及介入肺脏病学会理事，中国医师协会呼吸医师分会介入呼吸病学工作委员会主任委员，中华医学会呼吸病分会介入呼吸病学组副组长。

刘庆华

女，上海同济大学附属东方医院呼吸科副主任医师，复旦大学医学博士，美国约翰·霍普金斯医院访问学者。主要从事肺部感染性疾病精准诊治和肺癌等呼吸内镜介入诊治工作。为中华医学会呼吸病学分会青年委员、中华医学会呼吸病学分会感染学组委员、中国医师协会内镜医师分会呼吸内镜专委会委员。

随着基因测序技术高速发展，NGS（二代基因测序）成了医疗领域的热门词汇，尤其在感染性疾病的诊疗中风头正盛——传统病原微生物检测速度相对较慢，如果患者情况危急，这种新技术或许能为患者多获一线生机。本文中提到两个病例，患者症状均来势汹汹，但病因难寻，诊疗举步维艰……

病例 1

男性，70岁，头痛伴嗜睡2周，高热、意识障碍4小时余。入院，病程中症状进行性加重，无喷射性呕吐，无咳嗽咳痰，发热最高达39℃，不伴畏寒寒战。意识模糊，右侧定向凝视，颈项强直，双肺呼吸音粗，心率93次/分，四肢肌张力增高，克氏征和布氏征（+），双侧巴氏征可疑阳性。

该患者患什么疾病，病因究竟是什么？肺部感染吗？检查后患者肺部影像并没有看到显著感染征象，临床表现也不符合肺部感染，故肺部感染诊断不成立。患者高热、意识障碍伴有神经系统体征，诊断首先考虑中枢神经系统感染可能。

那么，既然已经考虑患者颅内感染，感染病原体又是什么？该如何启动抗感染治疗？必须尽快明确病原学诊断，这也是实现精准治疗和改善患者预后的首要因素，这肯定要做常规病原微生物培养。

医生即刻启动经验性抗感染治疗和相关检查：颅脑CT、MRI和腰穿。可是脑脊液标本究竟该如何送检才可以实现病原学的快速精准诊断？常规病原微生物培养是肯定要进行的一项检查，但培养结果出来一般至少需要3天时间，患者病情危急，所以送检脑脊液同步送检病原微生物二代基因测序（NGS）。48小时后，NGS结果提示链球菌属（巴黎链球菌和巴氏链球菌）病原体感染。然而，3天后脑脊液培养结果显示阴性。给予患者针对链球菌属抗感染药物，治疗3天后患者神志逐渐转清，临床指标改善，一周后复查脑脊液转清，化验指标显著改善，病情稳定好转。

可以说，脑脊液NGS向传统病原微生物培养检测技术宣战，并占领了颅内感染的“病原微生物精准诊断战场高地”。

病例 2

女性，66岁，反复咳嗽咳痰近3年。患者近3年来，多次查血沉基本正常，结核抗体阴性，结核杆菌T细胞检测（-），痰x-pert（-）。曾辗转多家医院就诊，均考虑肺结核，拟行抗结核治疗，患者拒绝接受肺结核诊断和抗痨治疗，症状时轻时重，症状重时就自行口服抗生素治疗。

面对患者诉求，我们必须即刻开启病原学精准诊断之路。传统的痰检病原体检测是必须的，同时进行气管镜检查，观察肺内各支气管情况，肺泡灌洗获取下呼吸道标本，进行病原微生物二代基因测序。

肺泡灌洗液NGS结果为非结核分枝杆菌（NTM）（海鱼分枝杆菌）感染。

感染性疾病一直以来威胁着人类健康。病原体感染的复杂多样，新发病原体不断涌现，细菌耐药形势严峻，传统的病原微生物检测技术诊断敏感性、特异性受限，诊断结果相对滞后，很多时候难以获得病原微生物阳性诊断。快速精准诊断感染病原体是当今亟待解决的临床问题，“感染性疾病病因诊断”开始面临巨大挑战。

临床宏基因组测序是一种对临床样本中所有核酸进行测序，然后从中寻找可能病原体的方法。病原微生物宏基因组学二代测序（NGS），在尽可能保证样本中所有核酸都被无差别提取出来的前提下，具有快速获得病原体种类甚至耐药信息的能力，可覆盖细菌、真菌、病毒、寄生虫等主要感染病原体，让感染性疾病的诊断迈向更为广阔的空间，也为疑难危重感染的快速精准诊断提供了新希望。

10余年前，至少半数以上的脑炎病例无法获得病因诊断，而被称为“最常见的脑炎是病因不明的脑炎”。作为全新的病原学诊断技术，NGS与宏基因组技术为包括中枢神经系统内的各种感染性疾病提供了精准医学的途径。首例脑脊液NGS报道发表于2014年，之后相继有个案报道，都取得了令人欣喜的临床诊治结果。目前，NGS在中枢神经系统感染病因诊断方面仍热火朝天，正进行临床实践积累和研究探索。病例1中患者在脑脊液病原微生物培养阴性的条件下，依然获得了精准诊断，为疾病精准治疗提供了可靠的依据。而病例2中的非结核分枝杆菌（NTM-PD）的发病率和患病率与日俱增，但是其精准诊断和鉴别诊断一直困扰着临床医师。传统的病原微生物培养技术，面临着培养周期长、敏感性和特异性欠佳的不足。由此可见，可靠地检测技术在NTM疾病诊治中占有非常重要的地位，精准医学时代的到来，为临床上这些诊治困难的感染性疾病带来了新曙光。

科技信息高速发展的今天，技术的进步势不可挡，而传统的病原微生物学诊断手段已经不能完全满足临床需要。NGS等非培养式的快速精准检测技术，尽管会面临结果判读、标本中人类基因组干扰等各种困难，但已开始悄悄地改变着我们的临床诊治过程，向我们传统微生物学检测手段发出了无声宣战。