總基因體次世代定序　找出病原菌

　　在新冠病毒橫掃全球期間，其實腦炎、肺炎、敗血症…等感染症也同時威脅著民眾健康，只是傳統的檢查方法往往無法快速找出病因，讓醫生們頭痛不已。在此背景下，「總基因體次世代定序（mNGS）」技術應運而生，被視為是診斷病原的一大利器，也象徵精準醫療新時代的來臨。本期「保健網」介紹它如何為臨床醫療帶來新曙光。

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診斷感染症的新利器

　　「次世代定序（NGS）」是一種革命性的DNA測序技術，其原理是將DNA（去氧核醣核酸）或RNA（核醣核酸）分成小片段，並加以分析，最後再重新組合；而「總基因體次世代定序（Metagenomic Next-Generation Sequencing, mNGS）」則可將樣本中所有微生物的DNA或RNA以定序的方法，同時識別出多種微生物種類，就像一個超級快的閱讀器，能讓醫療人員迅速且精確地閱讀遺傳信息，且應用範圍極廣，包括：疾病診斷、個性化醫療、新藥開發，以及科學研究。

 

傳統診斷方法：尋找看不見的敵人

　　以往醫療人員要找出感染的原因，除了依靠醫生的經驗，還需要抽血檢查、培養菌種…等一連串檢測。傳統方法雖然有它的價值，但也有諸多限制，例如：有些特殊的菌種在人工環境下無法生長，或培養時間長達數週；至於血清學檢查雖可觀察人體對病菌的反應，但由於每個人的反應都不一樣，且會隨著病程變化而不同，因此在所有的感染症中，可找出病源的比率大約僅佔30%。

　　精準醫療時代要求更快、更準確的診斷工具。「總基因體次世代定序（mNGS）」技術不需要事先知道潛在病原體，而是透過對於病人樣本中的DNA或RNA定序，並與資料庫裡的基因組比對，即可找出病原體。

圖：總基因體次世代定序（mNGS）檢測說明示意圖

 

mNGS：感染症診斷的新革命

　　「總基因體次世代定序（mNGS）」新技術的意義在於它改變人類診斷感染病的方式。相較於過往根據病原體決定如何檢測，它能一次提供樣本中所有微生物的DNA或RNA之全貌，讓診斷更精準、更個人化，且更有預見性，是一大躍進。

　　亞東醫院已在這波浪潮中累積相關經驗，日前一名印尼籍男性移工，被同事發現行為異常、發燒、不言不語，最後四肢癱軟送往醫院，住院近一個月，經過腦部核磁共振、電腦斷層檢查、三次的腦脊髓液檢查、細菌培養、黴菌培養、結核菌染色及培養…等逾10種方式，都找不出病原，眼見病況惡化，因而轉至亞東醫院，經過「總基因體次世代定序（mNGS）」，確診為結核性腦膜炎，治療後恢復良好，順利返家。

 

未來應用：將mNGS整合進臨床使用

　　儘管「總基因體次世代定序（mNGS）」的效率卓著，然而，要廣泛應用至醫療臨床環境，仍有困難待克服。例如：解讀資料的過程相當複雜，需有先進的設備與專業知識，整體費用高昂。因此，專家們建議，可在傳統方法找不到病因，或是免疫力較弱的病人等特定情況下使用，目的不是取代傳統方法，而是補強現有檢查的不足，讓醫療人員擁有更多工具對抗感染症。

　　未來隨著醫療技術進步、成本降低，「總基因體次世代定序（mNGS）」可望在臨床診斷中扮演更重要的角色，協助醫師快速找到治療方法挽救生命，而這有賴民眾、臨床醫師、微生物學家、生物資訊學家和政策制定者攜手合作、克服挑戰，方能迎來新診斷時代。

 

※蔡茂松醫師的專長包括：一般感染症、愛滋病。

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