靶向二代测序在感染性疾病诊疗中的规范化应用专家共识2025
## 一、tNGS和mNGS的比较
tNGS和mNGS都是以高通量测序和生物信息学分析为基础，辅助诊断病原微生物的技术手段，但二者在检测范围、检测成本、检测性能等方面存在差异（ 表1 ）。 共识1 相对于mNGS，tNGS具有靶向性、测序数据量要求低、生信分析难度低、检测范围窄、检测成本低、灵敏度高、检测周期短的特点。
## 二、tNGS的应用场景和优势
90%以上mNGS阳性检出病原微生物种类不超过200种，而tNGS的检测范围主要针对常见、致病相对明确的100~300种病原微生物，可满足大部分感染性疾病诊疗需求。相较传统病原学检测（如涂片、培养、免疫学、PCR等），tNGS具有更广泛的检测范围和更高的检出率；相对于mNGS，tNGS成本较低，按需开展的同时可结合传统病原学检测，以获取更合理的诊断依据 ［ 19 ］ 。对于危重症感染患者，传统病原学检测结果均阴性时，tNGS检测则显得非常重要。 1. 血流感染：血流感染主要以全身性感染为主，病原体可随血液扩散，造成脏器功能损伤和病变，病情相对危重。与传统病原学检测相比，tNGS的检测灵敏度和准确性更高。但需注意的是tNGS检测的特异性低于传统病原学检测，对阳性结果的解读需紧密结合临床，以排除采样和检测过程中微生物的干扰。 共识2 疑似血流感染，建议抗菌药物使用前、抗菌药物疗效差、停用抗菌药物24 h后或下次用药前同步送检tNGS和血培养。 2. 呼吸系统感染：呼吸系统感染的病原体更为复杂，病毒感染、变异和播散范围广，且容易引起细菌和真菌的继发感染，培养等病原学检测病毒和特殊病原体感染的局限性较大 ［ 20 ］ 。 共识3 疑似呼吸系统感染，常规用药效果不佳，3 d内病原学检测阴性或重症感染时，推荐送检tNGS。 共识4 疑似tNGS检测范围内特殊病原体感染（如螺旋体、军团菌、支原体、衣原体、分枝杆菌等）且病情进展快或病程长的患者，免疫抑制、合并基础疾病、反复呼吸系统感染等病情危重者，有临床症状、影像表现或者血清学表现但规范抗感染治疗无效者，推荐送检tNGS。 共识5 疑似罕见或新发病原感染，不在tNGS检测范围内，推荐mNGS检测。无法获得优质样本时，不建议送检mNGS或tNGS。 3. 泌尿系统感染：泌尿系统感染是病原体直接侵入尿路，并侵犯尿路黏膜或组织而引起损伤。尿常规、尿沉渣镜检、尿涂片、尿生化等检查结果提示泌尿系统感染，尿培养是首选方法。对于支原体、衣原体、淋病奈瑟菌、结核分枝杆菌、非结核分枝杆菌、丝状真菌等培养困难或培养时间长的特殊病原体，尿培养通常为阴性，如有相关病史、高危暴露因素或既往阳性等，需优先考虑常规PCR或多重PCR。 共识6 疑似泌尿系统感染，推荐优先采用尿培养明确感染的病原体，当尿培养阴性或无法明确病原体时，如果有特殊病原体感染史或暴露因素等，推荐采用靶向PCR；如果无病原体怀疑方向时，推荐送检尿tNGS。 4. 中枢神经系统感染：中枢神经系统感染常病情危急，表现为发热、乏力、头痛、抽搐、呕吐、脑膜刺激征、意识障碍等症状，需首先完善脑脊液常规和病原学检测。 共识7 疑似中枢神经系统感染，若3 d内未明确感染病原体且抗感染经验性治疗无效，推荐送检脑脊液tNGS。 共识8 疑似tNGS检测范围内特殊病原体（隐球菌、脑膜炎双球菌、结核分枝杆菌等）且病势迅疾或迁延感染患者，建议送检tNGS。 5. 局灶性感染：局灶性感染指除血流、呼吸系统、泌尿系统、中枢神经系统感染外，以局部组织出现感染性症状如红、肿、热、痛、扪及波动感、有脓液渗出为表现的一类疾病。如眼部感染伴随分泌物增多、疼痛、流泪、视物障碍等；骨关节感染伴皮温升高、肿痛、功能障碍等；皮肤软组织感染形成破溃、脓肿等。严重情况下可能出现非特异性表现或全身感染中毒症状。相对于传统培养，tNGS在局灶性感染的病原学检测敏感性更高 ［ 16 ］ 。 共识9 疑似局灶性感染，3 d内常规病原学检测阴性，经验性用药治疗效果不佳，或疑似检测范围内特殊病原体且病势迅疾或迁延者，推荐送检tNGS。 6. 其他感染：以上未提及的样本来源，需完善相应的常规感染指标、微生物培养、PCR等再行考虑高通量测序。 共识10 疑似其他感染，无法明确感染源，或病情持续进展及抗感染治疗无效，推荐送检tNGS。对于复杂感染、多重感染需判断主要病原体，以及明确急、危、重症患者感染源时，建议首选mNGS。
## 三、样本采集规范
tNGS检测样本应根据患者情况，选择与病灶最为相关的部位进行采样送检。若样本采集困难且无法获得优质样本，病情不能耐受有创操作，或暂无明确感染部位的患者，可选择患者血液样本送检，但其检测准确性和阳性率可能低于病灶部位样本。所有样本采集应严格执行无菌操作，同时尽量在抗微生物药物首次或下一次使用前采集标本，及时送检。此外，无菌操作仍有可能引入其他非目标微生物的核酸，尤其是采样部位的定植微生物。为保障检测质量，需根据感染类型规范送检 ［ 21 , 22 ］ 。 共识11 根据不同感染类型，推荐不同样本类型和采集容器，并按不同的采集时机、采集要点、样本量要求、保存和运输条件规范送检，样本采集规范参考宏基因组检测或常规微生物采集要求。
## 四、实验室检测
1. 标本前处理：不同样本类型的前处理操作不同。对于咽拭子、痰液、肺泡灌洗液、尿液、组织等样本，前处理主要涉及分装、破壁、离心、研磨、液化及消化等步骤。大多数细菌和所有的真菌都有细胞壁，需要破壁释放内部核酸，目前常用的破壁方式有机械研磨、化学酶处理和超声波破碎等。其中对于组织样本，需要研磨、切碎、胰酶消化；对于黏性较高的痰液等样本，需要进行液化处理，同时需注意在提取前样本已完全消化或液化，避免取样异质性对检测的影响。 对于血液样本，需考虑血液样本不同成分对不同技术路线检测灵敏度的影响。研究表明，基于探针捕获技术路线的血浆样本检测，其灵敏度高于血细胞或全血；对于超多重PCR建库路线，血细胞或全血的检测灵敏度高于血浆。因此应基于所选择的技术路线进行血液样本的离心分离和成分选择。 区别于mNGS，tNGS为正向捕获技术，人源基因组对检测的影响较小，一般无需对黏稠样本、组织样本等高宿主背景的样本进行人源细胞裂解及核酸消化等去宿主处理。 共识12 tNGS样本提取前需进行合适的前处理（如黏稠样本的完全消化或液化，以及血液样本的血浆分离等），一般无需去宿主核酸。 2. 核酸提取：首先要验证所选的核酸提取试剂盒，确保核酸提取的质量及效率。每次提取的核酸样本均需记录浓度、纯度和完整性，确保核酸质量符合建库要求。提取过程中应严格遵循无菌流程，每个实验批次中都应设有内参、阴性质控品和阳性质控品，以评估每批次核酸质量的可信度及实验室环境潜在的背景干扰。 由于核酸提取效率对检测结果准确性的影响较大，对于核酸提取浓度较低的样本，tNGS检测灵敏度可能会下降，建议通过分析样本核酸提取浓度对检测灵敏度的影响，建立核酸提取的阈值，对于核酸提取浓度异常的样本，优先重新提取或重采样检测。 此外，对于样本性状较为澄清的肺泡灌洗液、胸腔/腹腔积液等，可通过离心富集进行核酸提取的方式，提高对结核分枝杆菌、隐球菌等核酸提取效率较低病原体的检测性能。 共识13 提取样本核酸的质量控制是保障tNGS结果准确的前提。 3. 文库构建：由于检测病原体类型、物种报告范围、技术路线（超多重PCR或探针捕获）等存在较大差异，因此存在多种建库路线。临床通常多为病原体DNA和RNA共同检测，一般有3种不同的建库路线：（1）对提取的总核酸直接逆转录处理后进行建库；（2）分别提取基因组DNA和RNA，RNA逆转录后，再等比混合基因组DNA和互补DNA进行文库构建；（3）分别对DNA和RNA单独建库，即一个样本构建两个文库。如仅需检测病原体DNA或仅需检测RNA，适用于第3种建库路线，单独建库。 共识14 文库构建是tNGS的核心内容，直接影响检测灵敏度和特异性，需根据检测目的选择合适的建库路线，并做好质量控制。 文库构建的核心是超多重PCR扩增引物或捕获探针，其目的是扩增或捕获目标病原体及耐药基因等。目标病原体的范围需根据不同感染类型的流行病学特点确定，可纳入大样本量培养等传统方法学阳性的物种，以及不同地域的病原谱研究相关的物种，并在大样本量mNGS数据（如10 000例以上）中进行验证，以确定检测范围可反映临床病原体感染的比例，病原体应满足以下筛选规则：（1）需要有人类感染报道或在特定部位有感染报道；（2）基因组清晰，至少有1个完整的基因组；（3）覆盖临床感染的比例≥95%。对于耐药基因的检测范围，建议纳入常见的、与表型相关性比较高，以及对临床用药有较高指导意义的基因。 探针捕获和超多重PCR建库2种技术路线在引物设计或捕获探针设计的原则具有相同的原则，也存在一定差异。2种路线均基于关注的分类水平（如种、属和复合群等）上筛选核心基因组区域，在核心基因组区域上筛选关注分类的特异区域（即捕获/扩增区域）。同时，对于探针捕获技术，也会考虑在细菌、真菌的核糖体16S、18S和转录间隔区等区域选择高变区附近的序列进行设计，通过捕获高变区进行物种鉴定。而对于超多重PCR建库技术，由于所筛选的区域更多考虑分类水平的保守性和特异性，因此主要考虑针对核心基因组进行引物设计，以提高在关注的种、属或复合群等分类水平上鉴定的准确性和特异性。为确保检测结果的特异性，降低非特异性捕获或扩增的影响，建议针对每个物种设计多个捕获区域或多个扩增区域。 共识15 捕获探针或超多重PCR引物，建议至少设计3对或以上；对于致病性或常见感染的病原体，建议设计5对或以上。 质控方面，选择高质量且稳定的建库试剂盒，并做好质控记录；同时严格遵守防污染流程，批次实验前后进行消杀，并定期进行实验室环境监控，降低气溶胶污染风险。此外，同一批检测需加入至少1个阴控样本进行环境背景监控，同时，建议在建库试剂盒可加入外源内标序列，和/或捕获/扩增内参序列的方式进行捕获或扩增效率的监测。 4. 上机测序：tNGS主要为边合成边测序，测序平台和检测试剂直接影响检测性能，测序需采用模拟样本或临床已知病原样本验证全流程。相较于mNGS，tNGS的病原体序列的占比显著提高，其中基于超多重PCR的tNGS病原体占比往往在50%甚至90%以上，而基于探针捕获的tNGS其病原体序列占比相对mNGS也能提高约10倍，因此在同等灵敏度的情况下可极大降低tNGS数据量要求 ［ 23 ］ 。测序数据量由tNGS扩增体系的质量、文库碱基平衡情况及检测预期性能等实际情况决定。此外，主流tNGS测序读长包括SE50（单端50 bp测序）、SE75、SE100等。由于读长越短，物种鉴定的准确性越低，对于基因组同源性较高的物种可能存在鉴定错误的可能，因此建议如采用5%）］、低质量和接头序列（2周，并在保存期满后，无论检出情况如何均需按感染性医疗废物统一处理。实验室应定期进行环境检测、评估与消杀，每次实验前后都需要对实验室进行清洁消杀，对环境背景监控异常区域应进行重点清洁与消杀，防止气溶胶等污染。 共识29 tNGS检测应对“干实验”及其全流程进行适当的性能确认。 “干实验”的性能确认包括对计算机模拟测序数据的分析：利用序列模拟软件模拟生成覆盖所有检测范围内物种的测序数据集，数据应与真实测序数据具有相同/相似的技术参数，并采用相同流程分析临床样本，确认生信分析可准确鉴定检测范围的所有物种。全流程的性能确认包括精密度、检出限、交叉反应、方法学符合率、干扰物质以及试剂稳定性等 ［ 28 , 29 ］ 。
## 七、局限性
1.检测范围难以标准化：目前tNGS的检测和报告范围没有统一，各检测试剂设置不同的检测范围，存在重要或常见的病原体漏检的可能。因此，对于不同的感染症候群，有待于形成以临床最关注病原体为核心，并明确规范最低检测范围的行业共识或团体标准，以便提高tNGS检测的临床实用性。 2.低载量病原体的检测偏向性：对于超多重PCR法的tNGS，首先面临的挑战是如何提高扩增反应的能力/效率，以允许在每个PCR周期中有效扩增起始量差别较大的靶标；第二个挑战是在存在大量引物的情况下保持目标扩增特异性 ［ 23 ， 30 ］ 。对于探针捕获法的tNGS，同样面临杂交捕获时低载量病原体片段的捕获效率相对偏低的情况。此外，如果采用多样本混合进行杂交捕获，还存在高载量病原样本数据占比较高，低载量病原样本数据量不足，导致灵敏度下降的可能。因此，对低载量病原体应溯源生信分析和结果报告过程，并结合免疫状态、宿主因素、验证指标、影像特征、传统微生物检测结果等临床信息进行综合分析，必要时联系临床开展病例讨论。 3.污染防控：对于超多重PCR法的tNGS，扩增时靶标的模板量可能会放大到上百万倍，同时在文库构建中有开盖的操作，因此扩增产物很容易形成气溶胶而对同批次样本和后续批次样本的检测造成干扰，导致假阳性结果。对于探针捕获法的tNGS，检测环节增加了杂交、洗脱等步骤，导致低序列结果检出时，来源于交叉污染的可能性相对mNGS有所提高。此外，人员操作的不规范也是污染引入的来源之一。因此，针对不同技术路线的特点，实验室需建立确切可行的实验室污染预警和防控体系，建立基于自动化工作站的全自动或半自动实验流程，并做好人员培训和定期考核，有助于污染的防控和污染来源的追溯。
## 八、前景与总结
感染性疾病是临床面临的主要疾病之一，存在多重、疑难、危重、特殊感染等，而经验性使用抗微生物药物将可能加重耐药微生物产生和播散，因此快速准确鉴定病原体是实现临床精准治疗、有效监测、控制传播和降低医疗负担的重要环节。相对于mNGS，tNGS检测的成本较低，且受人源影响较小；相对于荧光定量PCR和多重PCR，tNGS检测能覆盖更多病原体。此外，tNGS可联合镜检、培养、免疫学等传统方法，在病原体诊断中发挥关键作用。但tNGS仍有一定的局限性，其体系构建、污染防控、质量控制、稳定性等仍需要进一步关注并标准化。 目前tNGS技术还在不断发展，本共识的观点仍有不断完善的空间，随着临床应用的普及和经验的积累，临床数据和检测技术迭代发展，有望发挥tNGS早诊早治的优势，为实现感染性疾病精准诊疗提供技术保障。 执笔人：赵云虎［南方医科大学附属广东省人民医院（广东省医学科学院）检验科］，胡雪姣［南方医科大学附属广东省人民医院（广东省医学科学院）检验科］，禄梦笛［南方医科大学附属广东省人民医院（广东省医学科学院）检验科］，凌勇［南方医科大学附属广东省人民医院（广东省医学科学院）检验科］，孟玥［南方医科大学附属广东省人民医院（广东省医学科学院）检验科］ 专家组成员（按姓氏拼音排序）：Tony Chan（美国临床和实验室标准协会），毕利军（广州实验室检测与诊疗技术研究部），陈培松（中山大学附属第一医院检验科），陈小华（上海交通大学附属第六人民医院感染病科），邓倩昀［南方医科大学附属广东省人民医院（广东省医学科学院）检验科］，邓朝晖（新疆生产建设兵团医院检验科），邓梓晴［南方医科大学附属广东省人民医院（广东省医学科学院）检验科］，方超（中国科学技术大学附属第一医院输血科），顾兵［南方医科大学附属广东省人民医院（广东省医学科学院）检验科］，郭主声（东莞东华医院检验科），胡雪姣［南方医科大学附属广东省人民医院（广东省医学科学院）检验科］，黄平（广州达安临床检验中心），柯培峰（广东省中医院检验科），李健（中山大学附属第一医院耳鼻喉科），李一荣（武汉大学中南医院检验科），李永鑫（新疆生产建设兵团医院检验科），李正康［南方医科大学附属广东省人民医院（广东省医学科学院）检验科］，李卓（西安医学院第一附属医院检验科），金大卫（合肥市第二人民医院检验科），林华明（广州达安临床检验中心），林丽开（武汉大学医学管理研究所/武汉大学中南医院），凌勇［南方医科大学附属广东省人民医院（广东省医学科学院）检验科］，刘培辉（深圳市妇幼保健院感染科），卢仁泉（复旦大学附属肿瘤医院检验科），禄梦笛［南方医科大学附属广东省人民医院（广东省医学科学院）检验科］，罗阳（重庆大学医学院智慧检验与分子医学中心），罗壮（昆明医科大学第一附属医院呼吸与危重症医学科），孟玥［南方医科大学附属广东省人民医院（广东省医学科学院）检验科］，欧启水（福建医科大学附属第一医院检验科），孙世珺（中山市人民医院病理科），孙水林（南昌大学第二附属医院感染科），谭玉洁（贵州医科大学附属医院临床检验中心），童明庆（南京医科大学附属第一医院检验科），王凯（山东第一医科大学第一附属医院小儿内科），王亮［南方医科大学附属广东省人民医院（广东省医学科学院）检验科］，王世富（山东大学附属儿童医院临床微生物科），王晓玲（山西省中医院 山西省中医药研究院检验科），王艳（广州达安临床检验中心），魏莲花（甘肃省人民医院检验科），吴涛［宁夏回族自治区人民医院（宁夏医科大学第三临床医学院）检验科］，徐英春（中国医学科学院北京协和医院临床检验诊断系），许建成（吉林大学第一医院检验科），严虹（南京医科大学附属第二医院检验医学中心），杨阳（四川省医学科学院·四川省人民医院呼吸与危重症医学科），袁凯旋［南方医科大学附属广东省人民医院（广东省医学科学院）检验科］，袁育林（广西医学科学院/广西壮族自治区人民医院检验科），张桂菊（山东中医药大学附属医院儿科），张娇（南方医科大学皮肤病医院皮肤科），张云辉（云南省第一人民医院呼吸与危重症医学科），赵平森（粤北人民医院检验科），赵云虎［南方医科大学附属广东省人民医院（广东省医学科学院）检验科］，郑青（海口市妇幼保健院检验科），周宏伟（南方医科大学深圳医院院长办公室），卓超（广州医科大学附属第一医院感染科） 参考文献（略） 扫码阅读全文 《中华检验医学杂志》2025年报道计划
引用 / 出处
中华检验医学杂志. 靶向二代测序在感染性疾病诊疗中的规范化应用专家共识2025[S/OL]. 2025.