Diagnostic efficacy of metagenomic next-generation sequencing for spinal infections

LIU Shuang; HE Jinyue; CHEN Hui; XIANG Yu; LIAO Sheng; YAN Zuoqiang; GOU Huorong; YANG Hang; ZHANG Zhongrong; ZHANG Zehua; XU Jianzhong

doi:10.16016/j.2097-0927.202505022

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Diagnostic efficacy of metagenomic next-generation sequencing for spinal infections

Clinical Medicine | 更新时间：2025-09-28

- Diagnostic efficacy of metagenomic next-generation sequencing for spinal infections
- Journal of Army Medical University Vol. 47, Issue 18, Pages: 2254-2261(2025)
- 作者机构：
  
  1.陆军军医大学（第三军医大学）第一附属医院骨科，重庆
  2.陆军军医大学（第三军医大学）第一附属医院江北院区（陆军第九五八医院）脊柱外科，重庆
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  the Key Joint Medical Research Project of Chongqing Science and Technology Commission and Chongqing Health Commission(2025ZDXM002);the Top Young Medical Talent Project of Chongqing(CQYC202105037)
- DOI：10.16016/j.2097-0927.202505022
  CLC： R372;R446.9;R681.51
- Received：12 May 2025，
  
  Revised：2025-08-31，
  
  Accepted：02 September 2025，
  
  Published：30 September 2025
- 稿件说明：
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刘爽，何晋月，陈辉，等.宏基因二代测序技术对脊柱感染的精准诊断效能研究［J］.陆军军医大学学报，2025，47（18）：2254-2261.DOI：10.16016/j.2097-0927.202505022.

LIU SHUANG，HE JINYUE，CHEN HUI，et al.Diagnostic efficacy of metagenomic next-generation sequencing for spinal infections［J］.J Army Med Univ，2025，47（18）：2254-2261.DOI：10.16016/j.2097-0927.202505022.
刘爽，何晋月，陈辉，等.宏基因二代测序技术对脊柱感染的精准诊断效能研究［J］.陆军军医大学学报，2025，47（18）：2254-2261.DOI：10.16016/j.2097-0927.202505022. DOI：

LIU SHUANG，HE JINYUE，CHEN HUI，et al.Diagnostic efficacy of metagenomic next-generation sequencing for spinal infections［J］.J Army Med Univ，2025，47（18）：2254-2261.DOI：10.16016/j.2097-0927.202505022. DOI：

摘要

目的

探讨宏基因二代测序技术（metagenomic next-generation sequencing，mNGS）与常规微生物培养对脊柱感染疾病的诊断效能研究。

方法

本研究采用横断面设计，纳入2022年2月至2024年1月陆军军医大学第一附属医院江北院区入院所有诊断疑似脊柱感染患者共82例，提取感染标本的微生物培养、病理学检查和mNGS检测的结果，以临床诊断（基于病史、临床表现、实验室检查、影像学特征等综合判断）为金标准，比较mNGS与微生物培养的敏感性和特异性等诊断效能指标。

结果

82例脊柱感染患者中，得出最终病原微生物学证据的有70例，mNGS的检出率明显高于微生物培养法（64

36例，78.05%

43.90%，

0.05），两种方法的检出率差异有统计学意义（

0.05）。mNGS的敏感性、准确度、阴性预测值均显著高于微生物培养（

0.05），mNGS的阳性预测值低于微生物培养（

0.05）。根据感染类型不同分组后，在结核性脊柱感染中，mNGS的敏感性、准确度均高于微生物培养（

0.05）。而在非结核性脊柱感染中，mNGS的敏感性优于微生物培养（

0.05）。

结论

在脊柱感染患者中，mNGS的检出率高于微生物培养法，该技术可为脊柱感染提供早期、广谱的病原微生物学证据。

Abstract

Objective

To comparatively evaluate the diagnostic value of metagenomic next-generation sequencing (mNGS) versus conventional microbial culture in spinal infections.

Methods

A cross-section design was conducted on 82 consecutive patients with suspected spinal infections treated between February 2022 and January 2024 at Jiangbei Branch of First Affiliated Hospital of Army Medical University （Third Military Medical University）. Microbiological culture

histopathological examination

and mNGS results from infected specimens were analyzed. Clinical diagnosis

primarily based on clinical manifestations

laboratory tests and radiologic features combined with medical history

was defined as the gold standard

and then the diagnostic performance

including sensitivity and specificity

were compared between mNGS and microbial culture.

Results

Among the 82 patients

definitive microbiological evidence was identified in 70 cases

and mNGS demonstrated a significantly higher detection rate than microbial culture (64

36 cases

78.05%

43.9%

0.05). mNGS also obtained obviously higher sensitivity

accuracy

and negative predictive value (NPV)

and notably lower positive predictive value (PPV) when compared to conventional microbial culture (all

0.05). When stratified by infection type

mNGS obtained significantly higher sensitivity and accuracy compared to microbial culture in tuberculous spinal infections (

0.05). For non-tuberculous spinal infections

mNGS also showed superior sensitivity to microbial culture (

0.05).

Conclusion

In patients with spinal infections

mNGS demonstrates a significantly higher pathogen detection rate than conventional microbial culture. This technique can provide early and broad-spectrum pathogenic microbiological evidence for spinal infection.

关键词

Keywords

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