浙大团队优化三代宏基因组测序技术，助力肺炎病原体快速精准诊断

肺炎是全球感染性疾病相关死亡的主要原因之一，传统微生物培养法检测率低、耗时长，二代宏基因组测序（mNGS）虽能覆盖多种病原体，但存在读长短、成本高、操作复杂等局限。mTGS 凭借长读长、实时分析、快速出结果（6 小时内）等优势，成为潜在的新型诊断工具，但其标准化流程和质量控制体系此前尚未完善。

研究团队针对 mTGS 关键技术环节展开优化：通过 “三维高速振动研磨 + 酶解” 策略，显著提升结核分枝杆菌、新型隐球菌等厚壁微生物的核酸释放效率，检测信号强度提升超 10 倍；引入新型修复酶并调整磁珠比例，将测序片段平均长度延长至 1000 bp 以上，优化病毒等小基因组病原体的捕获效率；通过对比发现，不进行宿主 DNA 去除可提高低丰度病原体检测灵敏度，结合成本与效率确定 800 MB 为最佳测序深度，单样本成本降至 800 元，测序时间缩短至 2 小时内。

图 1：优化前后不同条件对参考样本微生物检测效率的影响。

图 2：临床预实验验证无宿主 DNA 去除和 800 MB 数据量对低丰度病原体的检测优势。

在纳入 313 例疑似肺炎患者（274 例确诊感染）的临床研究中，优化后的 mTGS 检测到 376 种病原体，灵敏度达 84.7%，较传统微生物检测（39.4%）提升 45.3%，较优化前 mTGS（52.19%）提升 32.51%，与 mNGS（79.9%）相当。其中，mTGS 对结核分枝杆菌、鹦鹉热衣原体、肺炎链球菌的检测灵敏度显著优于 mNGS，而 mNGS 在部分真菌和非结核分枝杆菌检测中表现更优。mTGS 与临床诊断的总体一致性达 81.8%，远超传统检测方法（38.0%），且操作更简便、报告时间更短。

图 3：优化前后 mTGS 实验流程对比。

该研究首次证实，优化后的 mTGS 在肺炎病原诊断中性能与 mNGS 相当，且在特定病原体检测中具有独特优势。纳米孔技术的实时分析特性使其有望应用于床旁快速诊断，尤其适用于重症感染和免疫缺陷患者。未来研究将进一步拓展 RNA 病毒检测、耐药基因分析及更多临床样本类型，推动 mTGS 在感染性疾病诊断中的广泛应用，为实现精准医疗提供新工具。

图 4：多方法检测临床样本的微生物种类及与临床诊断的一致性。

该研究首次证实，优化后的 mTGS 在肺炎病原诊断中性能与 mNGS 相当，且在特定病原体检测中具有独特优势。纳米孔技术的实时分析特性使其有望应用于床旁快速诊断，尤其适用于重症感染和免疫缺陷患者。未来研究将进一步拓展 RNA 病毒检测、耐药基因分析及更多临床样本类型，推动 mTGS 在感染性疾病诊断中的广泛应用，为实现精准医疗提供新工具。

参考文献：Zhang S, Li X, Li X, et al. Optimisation and clinical validation of a metagenomic third-generation sequencing approach for aetiological diagnosis in bronchoalveolar lavage fluid of patients with pneumonia[J]. EBioMedicine, 2025, 116.