2020年3月5日-Elsevier出版的《分子诊断学杂志》上的一篇报告介绍了一种新技术，该技术使用实时下一代测序(NGS)分析血浆中微量的微生物无细胞DNA。败血症患者，提供了在抽血后数小时内准确诊断引起败血症的药物的可能性。当前的诊断测试既不够快速又不够具体，无法提供及时，至关重要的信息。

海德堡大学麻醉学系副主任Thorsten Brenner医学博士解释说：“每年脓毒症病例高达5000万，脓毒症相关的死亡人数为1100万，这是造成健康损失的主要原因。”德国海德堡医院。“病原体的可靠和早期识别可以快速，最适当地进行抗生素干预，从而增加了更好的预后和患者存活的机会。目前，护理标准诊断仍然依赖于相应病原体的微生物培养，在大多数情况下， (70%到90%)没有提供及时的积极结果。”

NGS包含用于对DNA中的核苷酸进行测序的几种先进方法。在先前的工作中，研究人员描述了一种利用微生物无细胞DNA的NGS检测血液病原体的系统，该系统高度敏感且比标准血液培养更快(在28小时内)。但是，他们的最终目标是开发出更快的测试来加速治疗。

为了克服这一限制，研究人员建立了基于微生物DNA第三代高通量(纳米孔)测序的诊断工作流程。通常，纳米孔测序可用于分析足够长的片段。但是，无微生物的DNA会以小片段形式出现在血浆中，数量很少。纳米孔测序提供了在测序过程中进行实时分析的可能性，这大大减少了获得结果所需的时间。“我们还必须创建经过验证的，经过专门调整的生物信息学程序，以可靠地识别病原体，”德国斯图加特弗劳恩霍夫界面工程与生物技术研究所的首席研究员Kai Sohn博士指出。

这项新技术依赖于称为MinION的手持式纳米孔测序仪的使用。该设备是便携式的，可以读出超长读取，并立即实时处理读取。

在这项概念验证研究中，研究人员分析了入住ICU的四名脓毒症患者和三名健康对照的血浆。每个样品的DNA均使用两种技术进行测序：标准NGS(Illumina)和新的纳米孔NGS技术。通过纳米孔测序，发现所有脓毒症患者样品的相关病原体均为细菌，病毒或真菌阳性。

经过进一步的改进，新技术能够使测序通量提高3.5倍，从而允许在测序开始后的几分钟内识别病原体。实际上，最高质量的结果是在测序开始后的2或3个小时内产生的。相比之下，使用Illumina只能在测序完成后才能获得最终结果。Sohn博士评论说：“这个新系统可能有助于在ICU进行同等调整的抗生素干预，这反过来可以显着改善患者的预后。”

研究人员还在对败血症患者的239个样本进行回顾性分析时，将MinION系统与高度准确且经过临床验证的Illumina NGS技术进行了病原体检测的可能性进行了比较。尽管纳米孔测序的准确性比Illumina低(大约85%对99%)，但他们发现MinION与Illumina的发现之间存在很强的相关性。

布伦纳教授说：“耗时，容易出错且容易污染的血液培养仍被认为是败血症诊断的标准治疗方法，常常导致不适当和延迟的靶向治疗。”“纳米孔测序平台可以实时测序，并且有可能将诊断时间缩短到几个小时。”