吴 娜 李永霞

1. mNGS概况

1.1 mNGS发展史 宏基因二代测序(metagenomic Next-Generation Sequencing，mNGS)也叫作高通量测序。宏基因组是指生物环境中全部微小生物遗传物质的总和，它包含了可培养和未可培养的微生物基因(包括细菌、病毒、真菌及其他病原体)。二代测序是相较于一代测序(Sanger测序)而言的，20世纪70年代Sanger利用双脱氧链终止法测序技术首次测定了噬菌体X174的基因组序列，全长5375个碱基，后来将这种方法称为Sanger法，这标志着人类基因时代开始[1]。一代测序准确性高，设备运行时间短，但是每次反应只能得到一条序列，测序通量较低，耗费成本高，不能满足人类对庞大基因库的测序需求。2001年在Sanger法的基础上加以改进完成了第一个人体全基因组测序。随着基因技术的发展，宏基因二代测序应运而生，即mNGS。mNGS是利用通量较高的二代测序技术对送检样本宏基因组独立或并行进行测序。它能够测序出临床样本中几乎所有人类已知的病原微生物基因，因此测序深度大，覆盖面广，且2000年后mNGS成本下降了近5万倍，目前一次测序3000余人民币便可完成，并且测序数据量增加1000倍左右[2]，运行效率高，这推动了其在医学领域的广泛利用。

1.2 mNGS用于病原学诊断 2008年和2011年，Palacios等[3]与Xu等[4]分别采用宏基因组及宏转录组发现了两个临床感染病例的新发病原体，分别为沙粒病毒和新型布尼亚病毒，开启了宏基因组学测序(mNGS)技术在感染中应用的先例。首次用于感染病原体诊断是在2014年，一个患有先天性联合免疫缺陷综合征的14岁小男孩在波多黎各旅游回国后反复高热，医生考率为自身免疫性脑炎，便使用糖皮质激素治疗，后男孩的病情恶化，出现了严重的脑积水和无法控制的癫痫发作，并一度陷入昏迷。……