mNGS血流感染现实之困：

如何鉴别实验结果中的“真假美猴王”？

01现实痛点：mNGS企业没说的那些话

针对血流感染，mNGS企业在临床推广时，大多会沿用这套逻辑：

（1）血流感染病死率高，20-60%（不同场景不同比例），危害大；

（2）传统血培养时效性差、诊断阳性率低，5-15%，满足不了临床诊疗需求；

（3）mNGS在血流感染病原诊断阳性率可达50%。

言外之意，mNGS可以显著提高血流感染病原检出率。

数据看起来漂亮，mNGS貌似全方位吊打血培养，但果真如此吗？

企业有些话没有讲：

在少数情况下，血培养能够检出的某些常见细菌、真菌，mNGS的检出率仍不尽如人意。

这就如同一位优等生，尽管得了数学奥赛的金牌，但却总在小学日常测试中出错。

“血培养阳性，mNGS阴性，怎么解释？”

“XX菌原始列表有X条序列，为什么不报告？？”

...

mNGS在实际开展过程中的“漏报、错报、无原则瞎报”，这都是摆在mNGS临床应用上的现实问题，甚至带来医生对于mNGS产品的根本性质疑：

“mNGS做血液样本，到底行不行？”

心里打鼓，处方就会迟疑。

02 底层原因：mNGS血液检测，到底难在哪里？

为什么会出现上述问题？

归根到底，mNGS在血液样本检测的技术层面并没完全通关。

目前mNGS血检主流方法是基于微生物血浆游离DNA（mcfDNA）进行检测，主要会遭遇两大难题：

（1）靶标信号低；

（2）背景杂。

这就如同在KTV中打电话，唱歌、嘶吼、设备轰鸣，各种声音混在一起（背景杂），就听不清人声（靶标信号）。

具体表现在：

（1）靶标信号低 -- mcfDNA提取难、捕获难

mcfDNA半衰期较短、易降解，血浆中mcfDNA的含量很低，提取难；

mcfDNA高度片段化（40-100bp），片段多样性高，即使建好文库以后进行捕获难度也很大。

（2）背景杂 -- 宿主背景高、致病菌与背景菌区分难

人体血浆cfDNA中>90%为人源核酸，过高的人源背景会导致微量病原难以检出。

针对这个问题，各mNGS企业通过去宿主技术、探针捕获技术、生信分析手段，可以有效降低宿主核酸的干扰。

但还有一个更难的地方，同"种"微生物来源判定：

当一个菌既是“致病菌”、又是“试剂背景菌”时，怎么找到特征序列区分开？

这问题就如同，如何鉴别“真假美猴王”：

（长得太像了，完全区分不了啊！！！）

按分类学角度，界门纲目科属种。目前各mNGS企业成熟商业化产品，可以精确到病原的“种”，但想再往下进行（比如到“株系”），就捉襟见肘了。

可能有朋友会问：

分得这么细有意义吗？会不会过度？

有意义。

比如，mNGS提取试剂盒，常就有大肠埃希菌（种）背景；同样，临床最常见的致病菌，也有大肠埃希菌（种）；如果mNGS检测出大肠埃希菌序列，尤其低序列时，该不该报告呢？

显然，mNGS传统上只“精确到种”的报告模式，就显得不够用了，需要更细的分型 →“株系”。

所以，如来佛如是说：

03 微远基因的“黑神话”：mNGS产品第一次实现“株系分型”

知道了问题所在，就能够针对性解决。

微远的方案，简要概括：

“富集靶标物、降低背景干扰、更精细分型”。

能达到什么效果，一图概之：“精准识别真假美猴王”：

👇

在行业都只能做到鉴别到“种”的时候（识别都是“猴”），

微远率先做到鉴别到“株系”（识别“真假美猴王”）。

具体方案，分三步走，层层递进：

（1）定制mNGS血液专属提取试剂盒，解决mcfDNA提取难题

微远自研血液mNGS专属提取试剂盒，从试剂源头控制了背景微生物（如大肠埃希菌、鲍曼不动杆菌）的引入，最大程度降低背景微生物对结果的干扰；

针对mcfDNA含量低、片段化的特点，通过优化试剂体系，mcfDNA的回收效率提升了5倍。

（2）定制开发适配探针捕获建库体系，解决mcfDNA捕获难题

血液样本核酸载量低、片段短，使得血液样本对建库要求更高。

微远通过定制开发建库体系，有效覆盖了长短不一的mcfDNA片段，使得文库片段更为均一，显著提升了建库浓度，进而提升探针捕获效率。

（3）40w+临床样本大数据支持，精准识别“试剂株”和“临床株”

通过高质量参考基因组收集，实现探针对临床重点病原的全覆盖设计；

针对一些高频检出的“灰区”病原体，如大肠埃希菌和鲍曼不动杆菌，设计高度特异性的探针；

针对背景菌干扰、尤其是面对低序列检出时，单从序列数和“种”水平难以区分“试剂株”和“临床株”的问题，通过回溯自身40万+临床样本大数据，微远成功鉴别出临床低序列重点病原的来源；从而驱动探针再设计，实现了从“种”到“株”的精准识别。

（如图，行业首创的“株系探针”设计，可以有效区分“试剂株”和“临床株”）

此外，除了血液样本，其他样本类型，也可以从升级后的探针捕获体系和生信分析流程中获益。

04 给临床检测带来的直接好处

据微远基因官方推文描述，产品升级后，mNGS血液检测更敏感了:

细菌、真菌阳性率再提升20%，关键耐药/毒力基因再提高2-3倍，很大解决了临床高度怀疑感染或者血培养阳性、NGS却没检出的难题。

当然，技术不是自嗨，得回到具体的临床场景下、给临床检测带来实质帮助才有意义。

mNGS成熟商业产品首次从“种”到“株”的跨越，带来的直接好处有哪些呢？

主要表现在两个方面：

（1）结果报得更 “细” 了：

如前文所述，即使是同一种大肠杆菌，也会有试剂引入的污染，这些污染的细菌和导致患者感染的同种细菌，往往不是一个“株系”，只要能够更进一步地鉴定到株系，就能准确区分来源。

那微远的报告，不仅仅告诉医生“这是什么菌”，还可以告诉医生“这菌从哪儿来”，是“试剂菌”，还是“临床菌”，从而帮助医生更好的决策。

（2）结果报得更 “准” 了：

在探针捕获技术加持下，病原的检出序列数提高了，模棱两可、让人头疼的“灰区”减少了，报告更有信心。

“更细、更准”，这些都会带来mNGS血液样本“临床诊断率”实打实的提高。

这一套体系，其他企业可以轻易复制吗？

很难。

一方面，“探针设计、mcfDNA提取、建库、捕获以及生信分析流程”等体系的优化，需要长期的经验积累，并非合作一家上游企业就能够轻易实现；

另一方面，也是最难被复制的地方：

如果没有大量的、信息完整的mNGS临床大数据样本，就无法从中获取关于“同种-异株”的支持证据，针对性的探针再设计和后续生信分析，更无从谈起。

写在后面

卷价格，还是卷价值？一直是行业热议的问题。

mNGS行业发展时间不长，但竞争已异常惨烈。

前几天，199元tNGS中标价事件，又引发行业广泛讨论。

有朋友提出灵魂拷问：

“大家都在卷价格，谁还在持续做技术革新？”

你看，

mNGS一哥，给了我们不同的答案。

来源：基因江湖