这次新型免疫缺陷如何被发现的？mNGS首功！

最更进一步从新型冠状病毒是如何被辨认出的？恒线粒体较高通用量（mNGS）首当其功！此前SARS，怀疑过阴性菌、酵母菌、病毒等病毒感染，最后还好了很久下才辨认出是冠状病毒病毒感染。如今mNGS问世，改变了病菌有机体学的诊疗从新格局！这次从病症到诊疗，只有更长更长几天时数间！上头就直观介绍一下mNGS.

最近三十年，四组学研究成果一直是热点，更早是线粒体学，然后是生物学，如今从新兴四组学领域则是被并不认为最有充满信心的恒线粒体学（Metagenomics）。恒线粒体学（Metagenomics）又叫有机体周围环境线粒体学、元线粒体学，通过直接从周围环境样品当中抽取全部有机体的DNA或RNA，实现恒线粒体文库，利用线粒体学的研究成果策略研究成果周围环境样品所值得注意的全部有机体的遗传四组成、群落功能，并可联合开发更进一步心理活性器液体（或得到从新性状）。

2014年从新英格兰医学杂志另据了一个通过恒线粒体借助于侦校正治愈了一位可能未确定、长时数间发热、有着抑郁症及脑积水症状的14岁小**的近来，这是近现代上首个恒线粒体外科广泛不应用失败的近来。撰文另据这个除此以外治疗及病菌化疗都没有人有患病可能，随后对脑四组织体试样mNGS化疗，结合动器物接收者学比对结果辨认出一种可疑的致病leptospira infection，随后针对性地不应用以万古霉素和头孢日本杯丙酮治疗后出院。该团队确认这是一种都已能另据过的病菌有机体。由此，外科恒线粒体年末广泛不应用以有机体诊疗拉开了帷幕。详细见：NEJM：从新一代较高通用量系统设计保住危重病小**

随着性状较高通用量系统设计的迅猛拓展，基于二代较高通用量的恒线粒体学（恒线粒体较高通用量）踏入了外科的关注点。恒线粒体较高通用量（mNGS）是信息化比对来自症状试样的有机体和菌株的性状器液体（DNA和RNA）的原理，广泛不应用以多种病毒感染性疾病的诊疗、疾病和卫生状况下有机体学比对、人类菌株反不应对病毒感染传播者的不同之处本土化、识别具体病毒。恒线粒体较高通用量（mNGS）描绘了试样当中长期存在的所有DNA或RNA接收者，从而必须比对整个有机体四组以及症状试样当中的人类菌株线粒体或转录四组，让致病有机体无所遁形。

在外科病毒感染性菌株便是的操作过程当中，外科医生常亦会接踵而来从新发菌株一般来说恰巧、疑难病毒感染菌株没有人想到、或者由于侦校正系统设计受限想到没有人侦校正到的困境，原先的外科借助于诊疗方式与外科的十分困难只需求之数间还长期存在着巨大的鸿沟。而mNGS (恒线粒体学二代较高通用量系统设计) 在“实际上”必须回答外科医生的上述无论如何，全面性性已解决外科病毒感染性疾病就医的外难于。

mNGS作为一种不只需培训的从新型系统设计，可以透彻更快巡查验病毒感染菌株，都与比有别于培训原理握有更好敏感度的同时又与“精准诊疗”的价值观都与契合。Gyarmati 等在2016年发表的一篇文献当中引述，mNGS可以直接从血液循环体试样当中巡查验不能培训的、苛养的以及非酵母菌 (病毒和真菌) 菌株。除此之外，mNGS可以用以狂犬病狂犬病，有着直接从外科试样当中获的菌株传播者来龙去脉的发展前景。2014年，Hasman等引述mNGS可用以排泄物体试样当中菌株以及耐药性状的侦校正，而且不仅耐药性状的侦校正结果与药敏物理一致，也与基于纯培训器物的全线粒体较高通用量 (S) 的进本土化比对结果都与匹配。越发多的近来以及外科研究成果引述mNGS用以外科诊疗的有待以及诸多竞争者，使得mNGS踏入即使如此菌株诊疗原理的“热门国会议员”。

mNGS有哪些用途呢？

上头这张图不太好地概括和说明了。二代较高通用量不仅可以用以病菌学侦校正，也可以在病菌培训后做厚度的二代较高通用量，甚至全线粒体比对。现在主要用以外科的还是外科头颅骨病菌学侦校正，通过侦校正可以明白头颅骨当中包含的菌株。如果较高通用量用量必须进一步突破，它除了可以把头颅骨当中里所有有机体的核苷酸校正出来外，也可以把生物体表达的所有RNA校正出来，帮助判断定植或者病毒感染。比如铜绿真单胞菌校正出来后，生物体有没有人有针对它归因于炎症反不应，还可以判断是定植还是病毒感染，但迄今为止还在探索之前，尚除此以外未能用以外科。

对于混合病毒感染，mNGS也有天然的竞争者

对于混合病毒感染的诊疗，与有别于原理都与比，NGS有着更好的敏感度。

然而，在踏上荣光坦途，为外科共享“多媒体”解决方案之前，mNGS仍有一段崎岖小山只需艰难继续前进。首先，接踵而来血液循环体、痰液体、脑四组织体、秘密四组织、拭子等纷纷杂杂的头颅骨类别，如何成立确立的核苷酸抽取标准使得菌株的侦校正精准度最大本土化难于重重。菌株核苷酸也是电磁干扰菌株侦校正的一大考虑到，在核苷酸抽取环节，怎么样能用有效掺入菌株核苷酸，非金属菌株核苷酸，进而提较高mNGS的频率也是困扰之一。

在较高通用量环节，如何依据追捧的菌株类别为了让合适的较高通用量策略？如何折衷较高通用量厚度、交付时数间以及所只需政治经济开销等诸多考虑到？这些情况依然是全面性性接踵而来着的巨大的考验。

另外，在物理环节申请加入质控试样不可或缺。即使如此的质控不应适用以都与同病毒感染症候群以及都与异的各种试样类别，涵盖非典型质控、阴性质控以及申请加入病毒性或纯DNA的人工模拟质控试样。然而，mNGS全面性覆盖的原理学属性为选用何种病毒性作为非典型质控增加了挑战性，外科系统化当中又该如何获取经过审批的大批用量阴性都与符合试样也是情况之一。

在动器物接收者方面，近来有研究成果分析报告了都与同的生信比对原理的为先。原先的原理不仅启发式长期存在差异，而且所用的在线也各有都与同，加剧在菌株巡查验潜能以及都与对来说丰度算出方面出现都与异。在mNGS生信比对流程缺乏划一的前提，不应用以者基于一个人经验、可及性以及简便性配上生信比都与异用程序，亦会对物理重复性以及结果性能造成制约，踏入mNGS的外科标准本土化失常。

因此，该研究成果重点追捧核苷酸抽取和动器物接收者比对两个简而言之，对比分析报告三一个人源菌株掺入醛盒 (Ultra-Deep Microbiome Prep 、QIAamp DNA Microbiome Kit、Micro-DXTM) 以及多种原先商用或非商用动器物接收者物件的为先。

实证挖掘9个循环系统体 (腹膜液体、脓液体、肌腱液体、痰液体) 试样和1个骨秘密四组织头颅骨进行较高通用量，以后分别不应用以都与同的动器物接收者不应用程序比如基于Unix系统 (Kraken、Metaphlan2和MIDAS)、基于网页版本的商用或非商用 (BaseSpace、Taxonomer和CosmosID) 比都与异用程序与商用低阶 (CLC genomics Workbench)。他们辨认出都与同试样的下机权重及人源核酸占比差异很大 (3.5%-98.9%)，其当中人源占比与试样类别无关，与每个试样自身的属性以及去菌株醛盒的效率有关。

本撰文牵涉到的mNGS生信比都与异用程序

以培训或MALDI-TOF为金标准，实证分析报告算出了每种比都与异用程序的菌株巡查验个数以及其都与异的非典型、真非典型、敏感度等匹配。在外科系统化当中，从新系统设计只需要同时具备有着较高敏感度和较高非典型预校正值 (PPV)。不应用以Kraken和Taxonomer这两个流行的不应用程序可以想到其侦校正到数十到数百种有机体，算出得到的PPV较高。虽然分设频率过滤对解决这一情况有益，但频率究竟分设为多少仍长期存在争论。另外，不应用程序只需信息化不应用以多个匹配，如都与对来说丰度、线粒体大小、线粒体覆盖面积等借助于病毒性的巡查验。

实证也在阴性质控试样当中巡查出1%的人苍白芽孢，他们比对苍白芽孢的巡查出或许是周围环境或试样数间的酸雨、较高通用量醛引入或动器物接收者比对的含糊判读等可能加剧。背景菌的情况也在多个研究成果当中被提及，这些巡查出的菌株在试样当中是否主观长期存在？酸雨、定植还是致病如何分辨？系统设计研制部门，动器物接收者部门、有机体专家以及外科医生也接踵而来着着不断换用的考验。归纳说来，迄今为止mNGS的外科广泛不应用接踵而来着如下四个考验：

接踵而来如上的考验，我们也遇到了一系列的无论如何。作者本期取材了两个关于mNGS外科专家常亦会问到的情况，从全面性性系统设计拓展的相反到达，给出如下的尝试性解答。

为什么有些试样培训非典型了、核苷酸侦校正非典型了、mNGS没有人有巡查出来？这个系统设计是不是不行？

任何外科侦校正都要考虑到卫生政治经济开销，这也是从新系统设计mNGS的考用量考虑到之一，使得迄今为止mNGS政治经济开销与频率之数间只需要折衷。外科试样有着都与当较高的复杂性，而且很多菌株病毒感染后摄取很低或用药后时域加剧病菌为数降低，在随附权重的前提，靶病菌由于接收者太少而被丢失。

由于这些考验造成了的侦校正局限，一般来说就亦会促使外科医生形成认识局限，所以我们听得外科医生对mNGS功能的不采纳的沙哑。虽然缩减权重是手段之一，但在卫生政治经济开销的随附下总有限度。通过非金属病毒性，增大较高通用量权重，进而提较高频率；侦校正长片段，进而提较高选择性是我们与外科迄今为止以及未能来联合努力的方向。

外科医生经常测试者mNGS侦校正结果是一个菌株本表，到底哪个或哪几个病菌才是元凶？

多个病菌的巡查出主要如下两个方面可能：

mNGS系统设算出法长期存在更长核酸含糊判读，尤其针对外同源较差的器鸟类，因此其在这类同源较差的器鸟类当中分类意义就打了优惠。如何解决一个更长核酸同时比较到多种菌株情况呢？迄今为止我们的研制部门正要更快的联合开发不同之处性状在线，多个在线的启用将亦会进一步提较高病毒性的准确判读潜能。

多病菌共病毒感染、 原病症毒感染与继病症毒感染的多病菌病毒感染或呼吸道分泌器物，十二指肠分泌器物封闭体系本身的有机体多样性等可能将亦会加剧多种菌株巡查出。这实际上不是系统设计本身局限，而是外科医学情况。培训原理、铯原理、多重PCR原理也亦会巡查出多个菌株，最终的诊疗论据只需要有外科诊疗的具体接收者置之不理、也只需要外科病毒感染医生的联合作准备，不能依靠侦校正解决一切情况。在充分精简报告的前提，多菌株本表展示的竞争者作用在于一方面共享或许的有效来龙去脉，另一方面比方说准确简洁的外科接收者时可以借助于外科诊疗。

对于mNGS来说，可以说为病菌学诊疗又打开了一扇更进一步房顶，我们一定要平庸的系统化，要了解它的竞争者和实用性，但是拿回结果时要小心求证，握有从新前沿。

原始出处：

Couto, N., Schuele, L., Raangs, E. C., Machado, M. P., Mendes, C. I., Jesus, T. F., ... & Autenrieth, I. B. (2018). Critical steps in clinical shotgun metagenomics for the concomitant detection and typing of microbial pathogens. Scientific reports, 8(1), 13767.

Gyarmati, P. et al. Metagenomic ysis of bloodstream infections in patients with acute leukemia and therapy-induced

neutropenia. Sci. Rep. 6, 23532 (2016).

Hasman, H. et al. Rapid whole-genome sequencing for detection and characterization of microorganisms directly from clinical