第一部分:根据宏基因组二代测序技术结果治疗培养阴性人工关节感染的临床疗效目的:本研究的目的是评估基于宏基因组二代测序技术测序结果的靶向抗生素方案治疗培养阴性假体周围感染的疗效和安全性,以及验证宏基因组二代测序技术在鉴定培养阴性假体周围感染致病病原体的准确性和可靠性。方法:纳入本中心接受手术治疗的假体关节感染患者有97例,其中27例患者培养结果为阴性。在27例培养阴性假体周围感染患者中,有13例在2017年6月之前入院并接受经验性抗生素治疗,将其归类为EA（Empirical Antibiotic,经验性抗生素治疗）组,其余14例在2017年6月之后入院并接受了基于宏基因组二代测序技术测序结果的靶向抗生素方案,将其归类为TA（Targeted Antibiotic,靶向抗生素治疗）组。比较了两组的短期感染控制率,抗生素相关并发症的发生率和费用。结果:EA组中的两名患者因初次翻修手术后出现伤口感染而进行了清创并延长了抗生素治疗的时间。TA组未观察到感染复发。但是,两组之间的感染控制率没有显着差异（83.33%vs 100%,P=0.217）。EA组（6例）的抗生素相关并发症病例多于TA组（1例）,但差异无统计学意义（P=0.0697）。EA组获得的抗生素费用为20,168.37元（3236.38–45,297.16）,高于TA组（10,164.16元,2959.54–16,661.04,P=0.04）。结论:基于宏基因组二代测序技术结果的靶向抗生素治疗培养阴性假体周围感染具有良好的效果,并且宏基因组二代测序技术是鉴定与培养阴性假体周围感染致病微生物的可靠工具。第二部分:宏基因组三代测序技术检测人工关节感染病原菌的初步研究目的:病原学诊断对于假体周围感染（Prosthetic Joint Infection,PJI）的诊断和治疗至关重要。尽管培养方法是PJI中病原学诊断的基础,但假阴性结果经常发生。ONS（Oxford Nanopore Sequencing,牛津纳米孔测序）无需培养即可快速检测临床样本中病原微生物核酸,并提供有关其相关AMR（Antimicrobial Resistance,抗菌素耐药性）信息。方法:为了评估mONS（Metagenomic Oxford Nanopore Sequencing,宏基因组纳米孔测序）从PJI样本中检测病原体的能力,纳入于我院生物样本库内根据改良的MSIS（Muscular Skeletal Infection Society,骨骼肌肉感染学会）标准明确诊断髋、膝关节PJI 9例患者,共15个骨关节样本。并对其同时进行了mNGS（Metagenomic Next-generation Sequencing,宏基因组二代测序）和mONS。然后使用内部开发的生物信息学管道分析从两个平台生成的测序数据,以进行病原体鉴定和AMR检测。结果:15份标本均培养阳性。ONS从12例培养阳性样本中均检出与培养一致的病原菌,平均测序时间为14.3h。ONS未能在3份样本中检出与培养一致的病原菌。mNGS从15例培养阳性样本中均检出与培养一致病原菌,平均测序时间为14.3h。对于AMR分析,mNGS测序从三个样本中检测到三个AMR读取,平均覆盖率为66.20%,mONS从五个样本中检测到331304个AMR读取,平均覆盖率为99.99%。ONS检出的原始病原列表中的可疑背景微生物种类与mNGS显著不同。结论:我们初步证明了mONS可直接从PJI样本中快速,准确检出病原菌,但ONS的病原总体检出率低于传统培养及mNGS。ONS对硬件设备要求相对低,在不具备NGS检测平台的医疗机构中,ONS可作为培养方法的补充,快速检测PJI的病原菌及耐药基因。