宏基因组测序在感染性疾病病原学诊断中的应用
感染性疾病始终是世界范围内疾病主要致死缘由之一。VHO监测统讣数据显示，在2025年全球约5690万例死亡患者中，有3项感染性疾病〔下呼吸道感染、腹泻病、结核病〕位列前10大死因，共造成的死亡数约占总死亡数的10%,其中下呼吸道感染造成约300万例患者死亡，腹泻病造成约140万例患者死亡,结核病造成约130万例患者死亡。感染性疾病的病原体格外简单，包括细菌、病毒、真菌及寄生虫等，而在Ll前的临床微生物检测工作中，微生物试验室对病原体的诊断主要还是依靠自19世纪即开展的培育、染色镜检等传统检测方法，以及后续进展的核酸扩增检测〔例如PCR〕.分子免疫学检查〔例如ELlSA〕等检测手段，这使得临床医生对感染性疾病的病原学诊断、病情评估及治疗方案制定等存在很多困难。口前仍有约60%的感染性疾病病例的病原体是诊断不明的。山于宏基因组测序〔mNGS〕对病原学诊断具有无偏移、全掩盖、高效率等优势,越来越多的学者尝试将其应用于临床病原学诊断之中。在此，我们回忆了近些年宏基因组测序在病原学诊断中的临床应用进展状况。
1临床宏基因组学
宏基因组的概念最早在1998年被学者提出，指在一份独立的土壤标本中，全部微生物的基因组信息的总和，包括那些无法培育的生物体的基因组信息。后来，宏基因组的概念不仅仅局限于描述环境来源的标本，还被渐渐沿用于描述临床来源标本中的生物遗传信息特征。临床宏基因组学指为猎取临床相关的微生物信息而对临床来源的标本中全部的核酸序列进展测序分析的一门学科间。宏基因组测序主要是通过以一代测序为代表的高通量测序技术，对临床来源的标本进行宏基因组学分析，以猎取病原体的物种分类、血清型、耐药性、毒力等一系列生物信息。山于宏基因组测序不依靠病原体培育结果且可以不对可疑病原体的标志核酸序列进展靶向扩增，这使得检测结果更具客观性和全面性，且更迅捷，这是对传统试验室检测手段的有效补充。《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〔2025年版〕》也指出临床宏基因组学能明显提高病原体诊断的敬感性，局部病原体检测花费的时间更短，尤其对罕见病原体的诊断具有优势，可审慎地应用于临床实践之中。正是得益于测序技术的不断进步与进展,临床宏基因组学应用于临床病原体诊断正变得更加全面、廉价、
高效及准确
U前基于宏基因组测序的微生物分类检测技术主要包括以下两种：靶向扩增测序(Targeted-ampliconSeqUenCing)和鸟枪宏基因组测序(ShOtgUnMetagenOniiCSSeqUenCing)。
靶向扩增测序是指对Ll标病原体的具有物种特异性的标志核酸序列进展测序分析以鉴别具体病原体种类，这要求操作者对Ll标病原体的可能分类要有初步的概念，并且针对不同种类的病原体选择不同的序列EJ标，例如16sIRNA对应于细菌和古生菌，18SrRNA对应于真核生物，ITS(IlItenlalTralISCnbedSpacer,内转录间隔区)对应于真菌等。靶向扩增测序首先需要收集临床检测标本，之后对标本中的DNA进展提取并纯化,获得包含微生物核酸以及人源核酸的混合物,再以微生物Ll标基因序列为样本靶向扩增出包含对应序列的DNA序列，然后将扩增后的DNA序列碎片化后再行高通量测序。山于靶向扩增测序无法呈现宏基因组中的全部基因组信息，这使得其对临床病原体的检测存在肯定的偏倚性和局限性，但是靶向扩增测序具备特异性高、标本量需求低、试验室操作相对简洁、花费相对低等优势，且不受人源遗传信息的影响，所以它仍适用于除病毒感染外的病原体分类预估把握相对高、临床标本中病原体核酸含量低或者人源遗传信息含量高的病例。
另一方面，鸟枪宏基因组测序是指对样本中所获得全部核酸序列无偏移地进行测序分析，其主要流程同样包括收集临床检测标本以及核酸的提取和纯化。山于标本中可能含有RNA,如需同时评估该RNA对应的病原体信息，需要将其转变为对应的cDNA。然后将含有病原体核酸、人源核酸以及可疑污染物的核酸的混合物直接碎片化并行高通量测序，因而可以获得病原体更加全面而具体的遗传信息，且无需针对可疑病原体进展预先评估和特异性预备，尤其适用于疑心病毒感染、病原体诊断困难及爆发感染等的病例。但是鸟枪宏基因组测序结果中包含了人源核酸序列以及可疑污染物的核酸序列，对这些测序结果更准确解读的需求也对测序技术的生物信息学分析提出了更高的要求。
除了宏基因组测序具备的病原体检测无偏倚性的本质特点之外，其相较于传统检测手段最大的优势是更短的时间。U