126.1 🎓 醫學生版

126.1.0.1 📌 一頁重點

Whole Genome Sequencing (WGS) = 細菌全基因定序，已成感染流行病學標準
Metagenomics = 不培養直接 sequence — 找未知病原
Outbreak investigation: WGS 比對菌株親緣 → 追蹤傳染來源 + 院內感染
Resistance gene detection: WGS 發現 ESBL, carbapenemase, mecA 等
Pathogen discovery: SARS-CoV-2 (2020) 在 weeks 內由 metagenomics 確認

126.1.0.2 1️⃣ 主要技術

📖 中文概念說明：選對技術比每樣都做重要 — (1) 知道要找什麼 → 選特定 PCR（成本低、敏感度高，但只能找預設的病原）；(2) 症候群已定但病原不明 → 選 multiplex panel（一次驗 20+ 種常見病原，但價格高、健保限制嚴）；(3) 不知道是什麼但臨床急 → mNGS 或 Karius（最廣譜但最貴、最耗時，常用於培養陰性 IE、FUO、免疫低下宿主未明發燒）；(4) 要追傳染源或抗藥性全貌 → WGS（公衛/院感角度）。MALDI-TOF 已是台灣多數醫學中心 routine 細菌鑑定（取代傳統 API 生化試驗），24 小時內可從 colony 拿到屬種別。

技術	用途
PCR	特定病原 DNA 偵測 — 快速 + 高敏感
Multiplex PCR (BioFire)	一次測 ≥ 20 種病原 (e.g., Respiratory Panel, GI Panel)
MALDI-TOF MS	蛋白指紋 → 細菌 ID — < 30 min
WGS (whole genome)	完整基因組 — 流病追蹤、resistance 機轉
Metagenomics (mNGS)	不培養直接定序 — 鑑定未知 / 罕見病原
16S rRNA	細菌通用基因 — 種類鑑定 (細菌限定)

126.1.0.3 2️⃣ 臨床應用

📖 中文概念說明：基因體學的臨床價值在於「縮短不確定的時間」 — 從以前等培養 48-72 小時、Gram stain 摸索開始 empirical，到現在 BCID2 可以在 blood culture 陽性後 < 1 小時內告訴你菌種 + 主要 resistance gene，臨床決策可以從第一天就 narrow spectrum，而不是等到第三天才 de-escalation。但分子診斷有兩大陷阱：(1) 檢測到 DNA 不代表活菌 — 抗生素打完後 DNA 仍可殘留陽性數週，不能單憑 PCR 陽性決定治療是否成功；(2) PCR/mNGS 不告訴你 antibiotic susceptibility 全貌 — 例如 mecA 陰性的 S. aureus 不代表對所有 β-lactam 都敏感（還是要看 phenotypic AST），所以分子診斷與傳統培養互補不可取代。

126.1.0.3.1 A. 病原診斷

Respiratory PCR panel: Influenza A/B, RSV, parainfluenza, adenovirus, mycoplasma, chlamydia, etc.
GI PCR panel: C. difficile, salmonella, shigella, campylobacter, E. coli (EHEC, ETEC), norovirus, rotavirus, Giardia, Cryptosporidium
CSF PCR panel (FilmArray ME): HSV, VZV, enterovirus, S. pneumoniae, N. meningitidis, H. influenzae, Listeria, etc.

126.1.0.3.2 B. Resistance 偵測

mecA gene → MRSA
vanA / vanB → VRE
bla(KPC, NDM, OXA, VIM, IMP) → carbapenemases
ESBL (CTX-M, TEM, SHV) → ESBL Enterobacteriaceae
rpoB → rifampicin resistance (TB)

126.1.0.3.3 C. 流行病學 — Outbreak Tracking

WGS 比對菌株 → SNP < 5 = 同源 → trace transmission
經典: hospital-acquired CRE outbreak, foodborne Listeria, COVID lineages (BA.1, BA.5, JN.1, KP.3)

126.1.0.3.4 D. Pathogen Discovery

SARS-CoV-2 (2020 January): metagenomic NGS 在 Wuhan 病人 BAL → identify novel coronavirus → genome 公開 → vaccine 開發 in months
Lujo virus, MERS, Borna virus, Mpox (2022) clade IIb

126.1.0.4 💡 醫學生重點

PCR 取代很多 culture (faster + sensitive)
WGS 是 outbreak investigation 黃金工具
Metagenomics 找未知病原
MALDI-TOF 已 routine for rapid bacterial ID
Resistance 基因偵測比 culture 快 (24 hr → 1-2 hr)