A Sequenciação de Próxima Geração Metagenómica Promove a Detecção de Patógenos Respiratórios

Recentemente, sequenciação de próxima geração metagenómica (mNGS) foi desenvolvido e demonstra a sua superioridade em termos de diagnóstico de doenças. A infeção é uma das principais causas de morte em pacientes gravemente doentes. Com o surgimento de novos patógenos e patógenos resistentes a medicamentos, bem como o aumento gradual da população imunossuprimida, a taxa de incidência e a mortalidade por infeção permanecem elevadas. Entre elas, a infeção do trato respiratório é um dos tipos mais comuns de infeção. O mNGS tem sido amplamente utilizado na clínica devido à sua ampla cobertura e grande quantidade de informação na deteção de patógenos de infeções do trato respiratório.

Aplicação de mNGS no Diagnóstico Patogénico de Amostras do Trato Respiratório

A aplicação de mNGS clínico para o diagnóstico de infeções respiratórias melhora o diagnóstico etiológico. Os investigadores realizam uma avaliação de estratégias e análise metagenómica para os dados de mNGS gerados entre março de 2017 e outubro de 2019. Simultaneamente, a intensidade diagnóstica de quatro tipos de amostras foi avaliada para determinar qual o tipo mais adequado para o diagnóstico de infeção do trato respiratório por mNGS. O resultado mostrou que os valores preditivos positivos (VPPs) para o diagnóstico de mNGS de não-micobactérias, Micobactérias Não Tuberculosas (MNT) e Aspergillus eram claramente mais elevados no líquido de lavagem broncoalveolar (LAB) demonstrando a eficácia do LAB no diagnóstico por mNGS. O tecido pulmonar e o escarro podem ser selecionados como amostras quando se suspeita de infeção por Mycobacterium tuberculosis; o estado imunológico do hospedeiro é também um dos fatores que afetam a estrutura dos microrganismos do trato respiratório, e a taxa de deteção do vírus herpes em hospedeiros imunocomprometidos é mais elevada. Este pipeline bioinformático ajuda com sucesso na interpretação dos dados de mNGS e reduz as correções manuais para o diagnóstico etiológico.

Avaliação do desempenho do mNGS em quatro tipos de espécimes respiratórios e múltiplas categorias de patógenos.

Distribuição da flora do trato respiratório de mNGS em diferentes tipos de amostras

Aplicação clínica do sequenciamento macrogenómico no diagnóstico de infeções do trato respiratório inferior

As infecções do trato respiratório inferior (ITRIs) são a causa mais comum de morte em países de baixo rendimento. A sequenciação de segunda geração de macrogenoma (mNGS) tem alta capacidade de processamento e pode detectar múltiplos patógenos em amostras do trato respiratório ao mesmo tempo, o que compensa as limitações dos métodos tradicionais de deteção microbiana e tem sido aplicada à deteção de amostras clínicas. O estudo recolheu amostras de líquido de lavagem broncoalveolar de 162 pacientes e avaliou a eficácia diagnóstica do mNGS em ITRIs, combinando a deteção microbiológica e padrões de referência abrangentes. Ao mesmo tempo, foi realizada uma análise de transcritos no hospedeiro do grupo infectado/não infectado, grupo bacteriano/viral e grupo de tuberculose/não tuberculose para explorar os marcadores de ITRIs, ITRIs virais e tuberculose. Os resultados mostraram que a sensibilidade da deteção por mNGS poderia ser melhorada otimizando a extração de DNA e enriquecendo a concentração de DNA da amostra. Os cinco genes diferencialmente expressos (DEGs) envolvidos na infecção do trato respiratório inferior encontrados neste estudo estão relacionados à resposta imune à infecção. No entanto, devido ao tamanho relativamente pequeno da amostra e à natureza preliminar desta análise, se esses genes podem ser usados como marcadores para prever ITRIs necessita de mais pesquisa e verificação. É importante que este estudo tenha confirmado as vantagens do mNGS na deteção e identificação de bactérias patogénicas de ITRIs. O mNGS pode detectar patógenos que são difíceis de cultivar, o que compensa as deficiências dos métodos tradicionais de cultura. Comparado com os métodos de deteção tradicionais, o mNGS pode detectar mais microrganismos patogénicos, e a aplicação clínica do mNGS ajudará na gestão antimicrobiana das ITRIs. Ao mesmo tempo, o mNGS amplia o espectro de deteção de patógenos das ITRIs, o que é útil para o tratamento direcionado dos pacientes.

Fluxo de trabalho do ensaio mNGS interno

Usabilidade clínica do mNGS para identificação de patógenos em LRTI

Como identificar o patógeno em pouco tempo é a chave para a deteção precoce e tratamento da infeção do trato respiratório. Sequenciação de próxima geração metagenómica (mNGS) tem uma ampla cobertura e uma grande quantidade de informações para a deteção de patógenos de infeções do trato respiratório, o que desempenha um papel muito importante na deteção precoce de patógenos respiratórios, especialmente no diagnóstico rápido de patógenos de novas doenças infecciosas. No futuro, tem amplas perspetivas de aplicação e ajudará a explorar mais informações sobre infeções do trato respiratório.

Referências:

1. Miao, Qing et al. " Avaliação de amostras respiratórias no diagnóstico etiológico e caracterização do microbioma através de sequenciação metagenómica." Pesquisa respiratória vol. 23,1 345. 14 de Dez. de 2022
2. Chen, Hongbin et al. "Utilidade Clínica do Sequenciamento de Próxima Geração Metagenómico Interno para o Diagnóstico de Infeções do Trato Respiratório Inferior e Análise da Resposta Imune do Hospedeiro." Doenças Infecciosas Clínicas: uma publicação oficial da Sociedade de Doenças Infecciosas da América vol. 71, Supl 4 (2020): S416-S426.
3. Yang, Lei et al. "Sequenciação de Próxima Geração Metagenómica para Diagnóstico de Infeções Fúngicas Pulmonares: Biópsia Pulmonar versus Líquido de Lavagem Brônquico-Alveolar." Infecção e resistência a medicamentos vol. 14 4333-4359. 20 de outubro de 2021.