总基因体次世代定序　找出病原菌

　　在新冠病毒横扫全球期间，其实脑炎、肺炎、败血症…等感染症也同时威胁着民众健康，只是传统的检查方法往往无法快速找出病因，让医生们头痛不已。在此背景下，「总基因体次世代定序（mNGS）」技术应运而生，被视为是诊断病原的一大利器，也象徵精准医疗新时代的来临。本期「保健网」介绍它如何为临床医疗带来新曙光。

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诊断感染症的新利器

　　「次世代定序（NGS）」是一种革命性的DNA测序技术，其原理是将DNA（去氧核醣核酸）或RNA（核醣核酸）分成小片段，并加以分析，最后再重新组合；而「总基因体次世代定序（Metagenomic Next-Generation Sequencing, mNGS）」则可将样本中所有微生物的DNA或RNA以定序的方法，同时识别出多种微生物种类，就像一个超级快的阅读器，能让医疗人员迅速且精确地阅读遗传信息，且应用范围极广，包括：疾病诊断、个性化医疗、新药开发，以及科学研究。

 

传统诊断方法：寻找看不见的敌人

　　以往医疗人员要找出感染的原因，除了依靠医生的经验，还需要抽血检查、培养菌种…等一连串检测。传统方法虽然有它的价值，但也有诸多限制，例如：有些特殊的菌种在人工环境下无法生长，或培养时间长达数週；至于血清学检查虽可观察人体对病菌的反应，但由于每个人的反应都不一样，且会随着病程变化而不同，因此在所有的感染症中，可找出病源的比率大约仅佔30%。

　　精准医疗时代要求更快、更准确的诊断工具。「总基因体次世代定序（mNGS）」技术不需要事先知道潜在病原体，而是透过对于病人样本中的DNA或RNA定序，并与资料库里的基因组比对，即可找出病原体。

图：总基因体次世代定序（mNGS）检测说明示意图

 

mNGS：感染症诊断的新革命

　　「总基因体次世代定序（mNGS）」新技术的意义在于它改变人类诊断感染病的方式。相较于过往根据病原体决定如何检测，它能一次提供样本中所有微生物的DNA或RNA之全貌，让诊断更精准、更个人化，且更有预见性，是一大跃进。

　　亚东医院已在这波浪潮中累积相关经验，日前一名印尼籍男性移工，被同事发现行为异常、发烧、不言不语，最后四肢瘫软送往医院，住院近一个月，经过脑部核磁共振、电脑断层检查、三次的脑嵴髓液检查、细菌培养、霉菌培养、结核菌染色及培养…等逾10种方式，都找不出病原，眼见病况恶化，因而转至亚东医院，经过「总基因体次世代定序（mNGS）」，确诊为结核性脑膜炎，治疗后恢復良好，顺利返家。

 

未来应用：将mNGS整合进临床使用

　　尽管「总基因体次世代定序（mNGS）」的效率卓着，然而，要广泛应用至医疗临床环境，仍有困难待克服。例如：解读资料的过程相当复杂，需有先进的设备与专业知识，整体费用高昂。因此，专家们建议，可在传统方法找不到病因，或是免疫力较弱的病人等特定情况下使用，目的不是取代传统方法，而是补强现有检查的不足，让医疗人员拥有更多工具对抗感染症。

　　未来随着医疗技术进步、成本降低，「总基因体次世代定序（mNGS）」可望在临床诊断中扮演更重要的角色，协助医师快速找到治疗方法挽救生命，而这有赖民众、临床医师、微生物学家、生物资讯学家和政策制定者携手合作、克服挑战，方能迎来新诊断时代。

 

※蔡茂松医师的专长包括：一般感染症、爱滋病。

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