【重要研究成果】Q-mNGS 诊断新生儿感染与疗效监控
近日，湖南省儿童医院联合杰毅生物共同开展了关于新生儿感染研究，并应用 Q-mNGS 针对传统病原学阴性的新生儿感染患者进行病原检测和监控治疗，研究成果发表在《Frontiers in Microbiology》（IF 5.64）。湖南省儿童医院新生儿科张榕副教授为本文第一作者，杰毅生物刘超博士和湖南省儿童医院彭小明主任为通讯作者。
01 研究背景
感染性疾病是导致新生儿死亡的重要原因。2019 年全球报告每 100 名活产婴儿中有 17 人死亡，每天有 6,700 名新生儿死亡，约 48% 的 7 天以上新生儿死亡可归因于微生物感染。本研究汇报了 10 例传统方法未能阐明病因的严重感染新生儿患者，对这些患者进行定量宏基因组测序（Q-mNGS，实现人源和病原的相对定量），成功发现病原体并根据 Q-mNGS 结果辅助监控疗效。
02 主要研究结果
10 名参与者的年龄从 2 天到 52 天不等，其中 4 名参与者 (40%) 是女性。疾病类型包括肺炎、败血症和脑膜炎，入组患者的临床特征列于表 1。研究对 10 名患儿同时进行传统微生物检测（培养、抗原检测和 PCR）和 Q-mNGS 检测，结果显示，传统病原学检测均为阴性，而 Q-mNGS 则检测到结核分枝杆菌、嗜肺军团菌、蜡样芽孢杆菌等病原体。后续临床根据 Q-mNGS 检测结果进行抗生素调整及疗效监控，有 8 名患儿在治疗后恢复健康，10 名患者 Q-mNGS 检测结果见表 2。
表 1 入组患者的临床特征
表 2 10 名患者的 mNGS 检测结果
本研究中，当所有常规方法都未能发现新生儿感染的 “罪魁祸首” 时，Q-mNGS 提供了准确的病原学诊断依据，并指导针对性使用抗生素治疗。因此有望降低新生儿感染的疾病管理总体成本和患者负担。
案例一：结核分枝杆菌
19 日龄男性患儿 1 出现发烧和呼吸急促及呼吸衰竭。外周血、痰、脑脊液的结核分枝杆菌培养为阴性，炎症指标 CRP 为 153.04 mg/dL，降钙素原 (PCT) 为 16.44 ng/ml，入院 2 天后外周血 Q-mNGS 检出结核分枝杆菌（序列数 59 条，相对丰度 83.1％，病原指数（Q 指数）10723.30，排位 86.03%），TAT 仅为 13 小时。随后血液 T.SPOT 试验和痰标本 Xpert MTB/RIF 试验阳性，患儿及母亲也呈现出结核感染影像学特征，基于此临床诊断该患儿为先天性结核病，并进行针对性治疗后患儿恢复正常。
图 1 患儿的胸部 CT 结果
图 2 结核分支杆菌感染的诊疗过程
案例二 ：嗜肺军团菌
4 日龄的女性患儿 2 出现发烧和咳嗽，并迅速恶化。炎症指标 CRP 高于 320 mg/dL，PCT 为 1.07ng/mL，乳酸水平为 4.3mmol/L。痰、血液、脑脊液和 BALF 微生物培养均为阴性，入院 12 天后肺泡灌洗液和外周血进行 Q-mNGS 检出嗜肺军团菌（BALF 序列数为 24055 条，相对丰度 96.18%，Q 指数 22014.71，排位 91.05% 和外周血序列数 361 条，相对丰度 96.52%，Q 指数 13653.88，排位 71.54%）。肺泡灌洗液进行 16s 核糖体 RNA (rRNA) 测序及血嗜肺军团菌 IgM 抗体检测结果阳性。基于此临床诊断该患儿为军团菌肺炎，针对性采用红霉素治疗，并送检外周血标本进行 Q-mNGS 连续检测，监控嗜肺军团菌的载量，治疗 33 天后未检出嗜肺军团菌，停止用药并进行随访，患儿生长和神经发育均正常。
图 3 Q-mNGS 和 16s 核糖体 RNA(rRNA) 测序检出嗜肺军团菌
图 4 嗜肺军团菌感染的诊疗过程
案例三：蜡样芽孢杆菌
15 日龄女性患儿 10，出现呼吸急促 15 天、发热 3 天、抽搐 2 天。炎症指标 CRP 为 168.1mg/dL，PCT 为 18.12ng/mL。脑脊液检查显示白细胞 9.65×109/L，葡萄糖 1.02mmol/L，蛋白质 2.64g/L。痰、血液、脑脊液微生物培养均为阴性，脑脊液生化提示细菌性脑炎，送检脑脊液进行 Q-mNGS 检测，检出蜡样芽孢杆菌序列数 61 条，相对丰度 6.21%，Q 指数 9559.24，排位 94.4%。结合患儿的脑部影像学特征及 16rRNA 测序结果，临床拟诊蜡样芽孢杆菌感染。送检脑脊液标本进行 Q-mNGS 连续检测，监控蜡样芽孢杆菌的载量，调整抗生素方案。3 个月随访患儿感染指标恢复正常，仍存在弥漫性脑软化症。
图 5 蜡样芽孢杆菌感染的诊疗过程
