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            2019-09-05瀏覽量:979

            經典再續 | 病原宏基因組技術如何在CNS診斷中更進一步?

            導讀

            在今年的6月份,Charles Y. Chiu及其團隊在《新英格蘭醫學雜志》發表一篇宏基因組學腦膜炎診斷多中心研究。在這篇文章中,一項為期1年的多中心前瞻性研究納入204例患者,評估了此技術在住院患者中診斷傳染性腦膜炎和腦炎的有效性。

             

            臨床現狀促進新技術的發展


            自2014年Charles Y. Chiu及其團隊在新英格蘭醫學期刊刊登了一例病原宏基因組技術(mNGS)成功用于腦膜炎感染病原診斷的病例后,mNGS在臨床感染性疾病診斷領域的應用被越來越多的專家認可和接受,尤其是中樞神經系統(CNS)疾病感染的病原診斷及鑒定。傳統的腦脊液檢測方法缺乏對罕見病原體的診斷能力,臨床中有大約50%的患者不能查出急性腦炎腦膜炎的致病原。 基于高通量測序技術的mNGS技術是一種用于輔助診斷傳染病的新方法,它可以通過單一檢測,即鑒定全面的潛在病原體(病毒、細菌、真菌和寄生蟲)。 然而,已發表的文章中,關于mNGS的有效性只基于個體患者或小型回顧性病例。若要將mNGS檢測中樞神經系統感染的技術推廣至日常臨床診斷中,則需要更有效的研究證據。 


            長達一年之久的研究歷程...


            研究方法

            在一項為期1年的研究中,共納入8家醫院共204例患者,通過與傳統檢測方法(定義為腦脊液的培養、PCR或抗原檢測,不包括血清學檢測或腦脊液以外的樣本檢測)比較,來評估mNGS診斷中樞神經系統感染的臨床有效性。對于這些患者的后續跟蹤,研究團隊通過臨床微生物測序委員會會議上的實時電話與治療醫師進行溝通?;颊呷脒x的標準為:任何年齡的病人在兩周內發生病因不明的腦炎、腦膜炎、脊髓炎,且初診登記時缺乏診斷。
              

            患者特征

            經過篩選后,最終納入結果且完成實驗的患者為204名(55.9%為男性),平均年齡為39.6歲,其中46名患者(22.5%)年齡在18歲或18歲以下。這些患者的診斷主要包括孤立性腦膜炎(70例,占34.3%)或腦炎(130例,占63.7%),僅有2.0%的患者為脊髓炎(4例)?;颊叩钠骄≡簳r間為27.9天,并且48.5%的患者(99名)因癥狀嚴重住進ICU。
             

            NGS結果和傳統檢測的對比

            總的來說,mNGS鑒定出32例感染,而傳統檢測方式僅檢測出27例感染。其中50.5%的患者確認病因(圖A),傳染性病因(27.9%)和自身免疫疾?。?.3%)是常見的診斷類別。
             

            圖A


            在上圖中,57例患者的58例感染診斷有以下特征:

            • 19例(33%)mNGS檢測結果與傳統檢測一致;

            • 13例(22%)僅使用mNGS檢測診斷出致病原,后續被正交實驗驗證;

            • 26例(45%)僅使用傳統檢測診斷出致病原。

             

             在26例僅使用傳統檢測診斷出致病原但是mNGS檢測呈陰性的病例中,這些mNGS假陰性病例可分為三類:

            • 單純血清學檢測確診的病例(11例),其中傳統的腦脊液直接檢測(如培養、PCR、抗原檢測)均為陰性;

            • 從腦脊液以外的樣本(7例)如腦活檢中診斷的病例;

            • 由于腦脊液中病原體滴度較低(8例),mNGS檢測呈陰性,傳統的微生物學檢測呈陽性。

             

            最后一類病例檢測出的感染致病原包括:牛分枝桿菌、結核分枝桿菌、新型隱球菌、痤瘡丙酸桿菌、梭菌、金黃色葡萄球菌、巨細胞病毒和單純皰疹病毒2型。 在僅使用mNGS診斷出致病原的13例患者中,臨床醫生表示mNGS的結果對8例(62%)患者的臨床治療有積極的影響(圖D)。其中檢測出的致病原包括圣路易型腦炎病毒,戊型肝炎病毒和無乳鏈球菌。這些病原體在臨床初診時,都未被醫生考慮過。mNGS還鑒定出傳統檢測呈陰性,但是臨床懷疑是致病的微生物:奈瑟菌、法氏諾卡氏菌、熱帶念珠菌、嗜氣腸桿菌(現改名為克雷伯氏嗜氣腸桿菌)、鏈球菌、糞腸球菌。

             

            圖D 


            臨床醫生對于mNGS檢測的評價


            在臨床微生物測序委員會的討論中,醫生表示mNGS的結果有助于: 1) 消除患者對相關診斷的疑慮(例如,圣路易型腦炎病毒的感染診斷)2) 支持停止臨床診療中不必要的經驗治療(例如,阿昔洛韋用于皰疹病毒感染的經驗治療)3) 協助排除合并感染(例如,僅在移植后淋巴增生性疾病或伴有腦炎的淋巴瘤病例中檢測出人類皰疹病毒第四型)4) 診斷感染綜合征(例如,人類免疫缺陷病毒1型感染中未檢出的CNS感染)5) 加快疑似非傳染性病例的適當治療(例如,淋巴瘤或包括糖皮質激素在內的免疫抑制劑,用于急性脫髓鞘性腦脊髓炎的化療)6) 以及病毒基因分型(例如,陽性腸病毒病例)等流行病學目的的治療。 

             

            結果討論


            在研究納入的人群中,腦脊液的mNGS技術比傳統檢測鑒定出更多潛在的病原體(32 vs 27)。僅通過mNGS診斷的感染病例為13例,其中有8例具有臨床意義,醫生根據此結果最終調整了7例患者的治療方案。這些研究結果表明,盡管進行了傳統檢測,但仍有一部分患者未發現神經系統感染的病因,部分患者對mNGS檢測存在一定的臨床需求。 這些發現還突出了mNGS技術的關鍵優勢——它不依賴于傳統檢測的靶向病原體,而是能夠在一次測定中檢測到許多潛在的感染因子。即使mNGS的結果與常規檢測結果一致,mNGS的結果也很有價值,它不僅可以確保傳統檢測診斷的正確性,更能檢測或排除合并感染,尤其是對于免疫功能低下的患者。但是研究者認為mNGS測試結果假陰性的風險較高,如果要將此技術推廣,還需要進一步研究mNGS檢測的首選時間和適用人群。 

             

            小結


            研究結果顯示腦脊液的mNGS檢測代表了腦炎腦膜炎診斷的未來發展方向。 這種診斷方法可以指導早期和更有針對性的神經侵襲性感染治療,有助于識別新發感染和疾病表型,并加速非感染性原因的檢查和治療。 

             

            原文獻ID

            題目: Clinical Metagenomic Sequencing for Diagnosis of Meningitis and Encephalitis

            期刊:The NEW ENGLAND JOURNAL of MEDICINE

            發表時間:2019年6月

            通訊作者:Charles Y. Chiu

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