宏基因组测序（mNGS）与两种靶向测序方法（tNGS）在下呼吸道感染中的诊断表现比较

一项发表于《科学报告》2025年第15卷（文章编号：27365）的研究，通过对205例疑似下呼吸道感染患者的临床样本分析，首次系统性对比了宏基因组下一代测序（mNGS）与两种靶向下一代测序（tNGS，含扩增型与捕获型）的诊断性能。12位研究者组成的团队，为临床医生在不同场景下选择合适的NGS检测方案提供了关键循证依据，填补了不同NGS技术直接对比研究的空白。

下呼吸道感染是全球传染病死亡的主要诱因之一，其高死亡率与传统诊断手段的低敏感性、长周转时间（TAT）密切相关。据研究背景数据显示，我国近半数肺部感染病例病因未明，传统微生物培养、免疫学检测及常规PCR技术，不仅耗时久、检测率有限，还难以识别罕见病原体或经抗菌治疗后失活的病原微生物。随着NGS技术在临床的逐步落地，mNGS的广谱检测优势与tNGS的靶向富集特性为感染诊断带来新希望，但不同技术的适用场景始终缺乏明确界定，成为临床应用的核心痛点。

为厘清三种技术的优劣，研究团队开展了一项回顾性研究，纳入2023年1月至10月中南大学第二湘雅医院呼吸与重症医学部的205名疑似下呼吸道感染住院患者，均采集支气管肺泡洗涤液（BALF）样本，同步进行mNGS、扩增型tNGS、捕获型tNGS及常规微生物学检测（CMT）。研究方案已通过医院伦理委员会批准，且所有参与者均签署知情同意书，样本采集、储存与检测流程严格遵循标准化操作，以保障核酸物质的稳定性与数据准确性。

在检测成本与周转时间的对比中，三种技术的差异显著。mNGS的单次检测成本高达840美元，是两种tNGS的3-6倍，其中扩增型tNGS成本最低，仅130美元，捕获型tNGS为250美元；周转时间方面，mNGS需20小时，远超扩增型tNGS的12.5小时与捕获型tNGS的16.5小时。成本与耗时的差距主要源于测序数据量：mNGS单次需产生2000万条75碱基对单端读段，而扩增型tNGS仅需100万条100碱基对读段，捕获型tNGS为500万条100碱基对读段，且mNGS需独立提取DNA与RNA，测序及数据分析耗时也为tNGS的两倍以上。

从微生物检测的物种覆盖范围来看，mNGS展现出广谱优势，共识别出80种微生物，高于捕获型tNGS的71种与扩增型tNGS的65种，其中包含9种革兰氏阴性菌、6种革兰氏阳性菌等21种独有物种。但在实际临床样本的微生物检出总数上，捕获型tNGS以678个检出结果领先，扩增型tNGS与mNGS分别为535个和481个。三种技术对人类β疱疹病毒5号（HHV-5）、白色念珠菌等常见病原体的检出具有较高一致性，而mNGS对严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）的敏感性较低，即使在完成RNA提取的40份样本中，其阳性病例缺失率仍达47.37%；扩增型tNGS则对革兰氏阳性菌（40.23%）与革兰氏阴性菌（71.74%）敏感性不足；捕获型tNGS的漏检案例最少，仅对白色梭菌等少数微生物存在检测局限。

以综合临床诊断为基准的性能评估中，捕获型tNGS表现最为突出，整体准确率达93.17%、灵敏度达99.43%，显著优于mNGS（准确率90.73%、灵敏度91.95%）与扩增型tNGS（准确率90.24%、灵敏度92.53%）。不过其在DNA病毒检测中的特异性（74.78%）低于扩增型tNGS的98.25%；mNGS则因RNA提取局限性，对RNA病毒的诊断准确率仅76.10%、灵敏度仅24.62%。在病原体层面，mNGS对SARS-CoV-2、烟曲霉菌的识别准确性不及两种tNGS，扩增型tNGS对粪便杆菌等部分病原体的检测受限于检测面板，而三种技术对结核分枝杆菌、肺炎克雷伯菌等病原体的诊断效能无显著差异。

值得关注的是，tNGS技术还具备mNGS所欠缺的基因型、抗菌耐药（AMR）基因及毒力因子（VFs）鉴定能力。在SARS-CoV-2基因型分析中，捕获型tNGS的分型精度优于扩增型tNGS；两种tNGS均能识别blaKPC、mecA等AMR基因及iucA等毒力因子，且捕获型tNGS的检测谱系更广泛，为临床靶向用药与病情评估提供了更丰富的分子依据。

研究团队在讨论中指出，mNGS的高成本与长耗时虽限制了其常规应用，但在罕见病原体检测中具有不可替代的价值；扩增型tNGS凭借低成本、短周转的优势，可作为资源有限或需快速筛查场景的备选方案；捕获型tNGS以高诊断效能、适中成本及全面的分子分型能力，成为常规临床诊断的最优选择。同时研究也存在一定局限性，如不同NGS平台的核酸提取方案未完全标准化、部分假阳性结果未通过qPCR验证等，未来需进一步优化实验流程并拓展tNGS面板类型。

目前，该研究的所有测序数据已存入国家基因组数据中心基因组仓库（项目编号PRJCA025979），并向公众开放访问，为后续感染诊断技术的优化与临床指南的制定提供了可复用的核心数据。

此次研究通过大样本、多维度的技术对比，为下呼吸道感染的精准诊断搭建了技术选型框架，有望推动NGS技术在临床的分层化、规范化应用，助力提升感染性疾病的诊疗效率与患者预后水平。