快报 | 全基因组测序比VNTR分型对结核分枝杆菌混合感染具有更高的检测敏感性

作者：陈义旺 江琦 柳清云 甘明宇 Takiff HE 高谦

第一作者及单位：陈义旺，国家感染性疾病临床医学研究中心/深圳市第三人民医院，复旦大学上海医学院基础医学院教育部/卫健委/医科院医学分子病毒学重点实验室

通信作者及单位：高谦，国家感染性疾病临床医学研究中心/深圳市第三人民医院，复旦大学上海医学院基础医学院教育部/卫健委/医科院医学分子病毒学重点实验室

Whole-genome sequencing exhibits better diagnostic performance than variable-number tandem repeats for identifying mixed infections of Mycobacterium tuberculosis

Microbiology Spectrum, 2023，Apr 26:e0357022.

doi：10.1128/spectrum.03570-22

PMID: 37098911

目的

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  混合感染是指结核病患者体内同时存在两株及以上不同的结核分枝杆菌。目前检测混合感染主要采用全基因组测序（WGS）和可变数目串联重复序列（VNTR）分型方法，但对两种方法检测混合感染的敏感性仍缺乏定量比较。本研究旨在比较WGS和VNTR对混合感染的检测敏感性和检出率。

方法 

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   将两株不同谱系（北京型+非北京型/L2+L4）和两株相同谱系（北京型+北京型/L2+L2）的结核分枝杆菌基因组DNA分别按不同比例混合，制备模拟的混合感染样本，并对模拟样本进行WGS和VNTR分型；分析2011-2015年上海市松江区结核分枝杆菌培养阳性菌株全基因组测序和VNTR（9+3位点）分型数据。将WGS变异分析结果比对到参考进化树检测菌株的进化路径以判断混合感染；VNTR分型方法以同一样本中2个及以上VNTR位点出现2条带则判断为混合感染。

结果

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  本研究基于两个指标评价WGS和VNTR分型方法对混合感染的检测能力，一是检测低比例的混合感染能力，结果显示在模拟样本中，两种方法的检测能力相同，都只能检测出≥5%比例的混合感染；二是检测所需样本DNA的量，发现WGS所需最低DNA样本量为50 ng（1.1×10⁷拷贝），而VNTR分型所需DNA量分别为0.05ng（不同谱系菌株混合）/0.5ng（相同谱系菌株混合）。比较WGS和VNTR分型方法对临床菌株混合感染的检出率，发现在纳入的1084株临床菌株中，混合感染的检出率为3.7%（40/1084），其中WGS鉴定出37例，VNTR分型仅鉴定出14例，其中11例同时被WGS检出，说明WGS比VNTR对混合感染具有更高的检测敏感性，这也许是因为WGS对临床菌株有更高的分辨率。同时，基于临床菌株的患者信息分析混合感染的风险因素发现，复治患者比初治患者出现混合感染的可能性增加了2.7倍（95% CI：1.2～6）。

结论

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  WGS检测混合感染的敏感性高于VNTR方法，复治患者混合感染的比例高于初治患者。

本文来自于“中国防痨杂志期刊社”公众号