足月单胎妊娠产妇阴道定植筛查:宏基因组下一代测序(mNGS)与实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)的比较评估

《Practical Laboratory Medicine》:Maternal vaginal colonization screening for term singleton pregnancy: comparative evaluation of metagenomic next-generation sequencing (mNGS) versus real-time quantitative PCR (qPCR)

【字体: 时间:2026年06月06日 来源:Practical Laboratory Medicine 1.3

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  目的:探讨产妇阴道分泌物中早发型新生儿感染的潜在高危病原体的分布特征,并以常规细菌培养为参考标准,对目标病原体的检测性能进行头对头比较评估,比较对象为宏基因组下一代测序(mNGS)与实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)。 方法:前瞻性收集共计294份有效的产

  
目的:探讨产妇阴道分泌物中早发型新生儿感染的潜在高危病原体的分布特征,并以常规细菌培养为参考标准,对目标病原体的检测性能进行头对头比较评估,比较对象为宏基因组下一代测序(mNGS)与实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)。 方法:前瞻性收集共计294份有效的产妇阴道分泌物样本,并行采用qPCR、mNGS及常规细菌培养进行检测。采用卡方检验比较三种方法间病原体检出率的差异。绘制受试者工作特征(ROC)曲线,计算曲线下面积(AUC)及95%置信区间(CI),以系统评价两种方法对目标病原体的检测性能。 结果:按检出率排序,产妇阴道分泌物中潜在早发型新生儿病原体的谱序如下:金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)、解脲脲原体(Ureaplasma urealyticum)、单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)及胎儿弯曲杆菌(Campylobacter fetus)。上述目标病原体经qPCR、mNGS及细菌培养的检出率具有高度一致性,三种方法间的检出率差异无统计学意义(均P > 0.05)。ROC曲线分析显示,上述主要病原体的qPCR与mNGS的AUC值均在0.90以上,与原假设AUC = 0.5相比差异显著(均P < 0.05),表明检测性能良好;而qPCR与mNGS间的AUC值差异无统计学意义(均P > 0.05)。此外,单核细胞增生李斯特菌(3例)与胎儿弯曲杆菌(1例)仅被qPCR和mNGS检出,常规培养未能分离。 结论:这项头对头比较研究证实,mNGS与靶向qPCR在检测产妇阴道分泌物中潜在早发型新生儿病原体方面均具有较高的准确性与一致性。研究人员提出一种针对产妇阴道致病性定植的分层产前筛查策略:鉴于靶向qPCR具有高性价比及快速周转时间的优势,推荐其作为常规产前筛查的一线工具;而将mNGS保留用于高危孕产妇(如未足月胎膜早破、临床绒毛膜羊膜炎)、培养阴性疑似感染病例或需要全面病原体谱分析的情景,以充分发挥其无偏倚、广谱检测能力的优势。这一整合筛查策略尚需结合配对的新生儿临床结局数据进一步进行前瞻性验证,以确认其在预防和早期干预早发型新生儿感染方面的价值。

论文解读

研究背景与意义
围产期和新生儿感染主要通过产妇阴道微生物群的垂直传播威胁婴儿健康,病原体可经由胎盘、分娩过程中的接触暴露及产后相互作用侵入新生儿,引发败血症、肺炎甚至脑膜炎等严重并发症。因此,系统表征产妇阴道分泌物的致病谱对于新生儿感染的早期干预和靶向治疗至关重要。然而,目前的常规微生物诊断方法(如细菌培养、生化鉴定和血清学检测)存在明显局限性:基于培养的方法周转时间长,难以满足紧急临床需求,且在检测苛养菌和混合感染时灵敏度欠佳,常导致漏诊。尽管宏基因组下一代测序(metagenomic next-generation sequencing, mNGS)作为一种新兴的无偏倚病原体检测方法,在儿科中枢神经系统感染等领域的应用前景广阔,但将其用于筛查产妇阴道分泌物中常见新生儿病原体的研究仍显不足。为此,发表在《Practical Laboratory Medicine》上的本研究旨在填补这一空白,通过头对头比较mNGS与靶向qPCR在检测产妇阴道潜在高危病原体中的表现,探索更有效的诊断路径。
关键技术方法
为实现上述研究目标,研究人员开展了一项前瞻性研究。样本队列来源于2023年12月至2024年12月期间在东莞东华医院住院的单胎孕妇,最终纳入294份有效阴道分泌物样本。在关键技术路线上,所有样本均同时进行了三种平行检测:一是常规细菌培养与鉴定,使用标准培养基进行菌株分离;二是mNGS检测,提取总DNA并建库后在Illumina平台测序,通过比对国家生物技术信息中心(NCBI)数据库过滤人源序列,并设定不少于10条特异性比对reads作为病原体判定阈值;三是靶向qPCR实验,基于mNGS测序数据识别的高危病原体设计特异性引物和探针,针对特定毒力基因进行扩增检测。数据分析采用SPSS和MedCalc软件,通过卡方检验比较检出率差异,并以常规细菌培养为参考标准绘制ROC曲线,计算AUC及其95% CI,利用DeLong检验比较两种分子检测方法的诊断效能差异。
研究结果
病原体检出率比较
研究结果显示,金黄色葡萄球菌、无乳链球菌和解脲脲原体在qPCR、细菌培养和mNGS中的检出率具有高度一致性(P > 0.05)。具体而言,金黄色葡萄球菌的阳性数分别为114、121和126;无乳链球菌为84、89和91;解脲脲原体为51、55和52。这表明分子检测方法与传统培养在筛查常见病原体方面结果相当。值得注意的是,单核细胞增生李斯特菌(3例)和胎儿弯曲杆菌(1例)仅在qPCR和mNGS中被检测到,这凸显了分子方法在弥补培养法检测范围局限方面的补充价值。
qPCR与mNGS的诊断效能
金黄色葡萄球菌
qPCR的灵敏度为100.00%(95% CI: 96.48–100%),特异度为96.11%(95% CI: 92.17–98.18%),准确率为97.62%(95% CI: 94.87–98.92%)。mNGS的灵敏度为96.03%(95% CI: 90.85–98.36%),特异度为100.00%(95% CI: 97.67–100%),准确率为98.30%(95% CI: 95.43–99.45%)。两者方法间差异无统计学意义(P > 0.05)。ROC曲线下面积(AUC)分别为0.929(95% CI: 0.880–0.978)和0.917(95% CI: 0.853–0.980)。
无乳链球菌
qPCR的灵敏度为100%(95% CI: 95.54–100%),特异度为97.62%(95% CI: 94.54–99.21%),准确率为98.30%(95% CI: 96.29–99.32%)。mNGS的灵敏度为92.31%(95% CI: 84.77–96.83%),特异度为100%(95% CI: 98.21–100%),准确率为97.62%(95% CI: 95.13–98.95%)。两者方法间差异无统计学意义(P > 0.05)。ROC AUC分别为0.929(95% CI: 0.880–0.978)和0.917(95% CI: 0.853–0.980)。
解脲脲原体
qPCR和mNGS的灵敏度均为100%。qPCR的特异度为98.35%(95% CI: 95.32–99.09%),准确率为98.64%(95% CI: 96.76–99.56)。mNGS的特异度为98.76%(95% CI: 96.40–99.74%),准确率为98.98%(95% CI: 97.39–99.70)。两者方法间差异无统计学意义(P > 0.05)。ROC AUC分别为0.938(95% CI: 0.889–0.987)和0.927(95% CI: 0.867–0.986)。
讨论与结论总结
在讨论部分,研究人员指出,正常阴道微生态的主导菌群是乳杆菌属(Lactobacillus),其对于维持阴道健康至关重要。然而,受环境、卫生等因素影响,女性易发生生殖道感染,若不及时治疗可能进展为盆腔炎和子宫内膜炎等严重并发症。本研究在294份孕妇阴道分泌物样本中鉴定出的前三大流行病原体为金黄色葡萄球菌、无乳链球菌和解脲脲原体。其中,无乳链球菌是导致侵袭性新生儿感染的明确致病菌,也是新生儿败血症和肺炎的主要病原体之一;而金黄色葡萄球菌虽常被视为条件致病菌或定植菌,但其存在可能提示微生态失调,并可能与其他病原体协同增加新生儿感染风险。此外,单核细胞增生李斯特菌和胎儿弯曲杆菌虽阳性率较低,但仅能通过qPCR和mNGS检出,证实了传统细菌培养在临床常规条件下检测某些难培养病原体的固有局限性。
基于上述发现,研究人员提出了一种分层产前筛查策略:首先,将靶向qPCR作为核心高危病原体(包括本研究中涵盖的无乳链球菌、金黄色葡萄球菌、解脲脲原体、单核细胞增生李斯特菌和胎儿弯曲杆菌)常规产前筛查的一线工具,因其具有低成本、操作简单、检测周期短且无需高端测序设备的优势,符合基层医疗机构的临床实际;其次,将mNGS保留用于高危孕妇(如未足月胎膜早破、临床绒毛膜羊膜炎)、培养阴性疑似宫内感染病例,或当qPCR结果与临床表现不一致时的补充检测,以充分利用其无偏倚、广谱检测能力。该策略遵循从常规到复杂、从低成本到高成本的临床诊断逻辑,可在保证潜在病原体检出率的同时优化医疗资源配置。
综上所述,本研究证实mNGS与靶向qPCR在检测产妇阴道分泌物中常见新生儿病原体方面均具有较高准确性。qPCR作为常规筛查工具表现出色,而mNGS则为复杂病例和罕见病原体提供了无可比拟的广度。将这些技术整合到一个分层诊断策略中,有望显著改善早发型新生儿感染的早期诊断和治疗管理。未来工作需要建立直接的临床相关性并评估经济可行性,以将这一潜力转化为切实的患者获益。
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