01
呼吸道样本mNGS检测
由于存在正常微生物群,呼吸道样本固有的复杂性对mNGS分析提出了独特的技术考虑和结果解读挑战。
细菌性呼吸道疾病
与许多mNGS在无菌部位的应用不同,大多数呼吸道样本mNGS检测利用定量来区分正常的呼吸道微生物群和真正的病原体。
研究1:Schlaberg等人对社区获得性肺炎患儿鼻咽和口咽拭子样本进行mNGS检测,检出了2例常规检测均未检出的病原,凸显了mNGS的潜在优势。然而,这2例患者的临床意义尚不清楚。研究2:Langelier等人在mNGS检测危重成人下呼吸道疾病患者的气道吸出物和支气管肺泡灌洗液后,应用基于规则的模型和线性回归模型方法鉴别病原菌和正常菌群。mNGS采用基于规则的模型/线性回归模型分析,在62%常规检测阴性病例中确定了潜在的病原,包括推测的新病原体。研究3:来自干细胞移植受者的BALmNGS在37%常规检测阴性病例中发现了潜在病原体。研究4:一个由2名肺炎患者组成的小型病例系列显示了使用MinION的BALmNGS的潜在用途。在这些患者中,培养和mNGS均可检测到铜绿假单胞菌和金*色葡萄球菌;然而,使用MinION检测比标准培养几乎快一天。病*性呼吸道疾病
病*通常会引起上呼吸道疾病,而不太常引起下呼吸道疾病。靶向、多分子Panel可用于检测常见的呼吸道病*,但受到其固有靶点偏好的限制。
研究1:Graf等发现鼻咽拭子mNGS与呼吸道病*Panel具有96%的阳性符合率,并通过mNGS检测到另外12种病*,这些病*要么不在该Panel中,要么具有高度变异的基因组。研究2:使用RNAmNGS对70名常规检测未明病原的社区获得性肺炎患儿和90名对照进行研究。在患者和对照组中分别检出47个和24个病*。有些病*是明确的病原体,如麻疹病*和副流感病*,但也有许多病*,如指环病*、博卡病*、人类疱疹病*-6和7,临床意义不明。无症状的病*携带可能是mNGS的一个干扰因素。在某些情况下,高病*载量与疾病负荷相关,因此通过mNGS进行病*定量是一种理想的方法。几项独立研究表明,mNGS病*read数与qPCR病*载量呈显著正相关。
局限性
虽然临床微生物学家熟悉呼吸道分泌物中存在正常的呼吸道微生物群,但在mNGS的背景下对它的解释是新的。需要mNGS的定量方法和解释标准来帮助区分病原体和共生微生物,减少假阳性的临床解释。对于不同样本类型和正常微生物群的预期定植程度,解释可能会相应地进行调整。需要进一步的研究来确定定量mNGS方法是否能准确地识别细菌病原体,特别是在高度混合的样本中。
当检测到新的、不典型的或常见的但临床存疑的病*时,如指环病*、博卡病*,对mNGS的临床解释受到挑战,检测这些病*的临床益处尚不清楚。此外,虽然mNGS有望识别肺炎的真菌病因,但没有足够的证据来评估BALmNGS对这些感染检测的有效性。
最后,表型药敏试验仍然是预测细菌病原体的药物敏感性或耐药性的金标准,临床医生通常等到这种检测结果出来后才修改治疗方法。虽然mNGS理论上可以提供足够的基因组覆盖以获得对耐药机制的分子认知,但目前对大多数药物—病原体组合的生物敏感性的基因型预测是不够的。
在呼吸道样本mNGS检测的各个阶段需要考虑的事项如下:
02
关节液mNGS检测
人工关节感染
人工关节感染(PJI)的诊断对于既往有抗生素使用或苛养病原体感染的患者尤其具有挑战性,这使得无偏倚的mNGS成为一种有前景的诊断工具。ThoendelM等通过mNGS确定了一种假体膝关节唾液支原体感染,该感染已被常规方法检测2年之久未诊断出。
研究1:Street等人对47例人工关节超声液的检测表明,与培养相比,mNGS的检测灵敏度和特异性分别为84%和89%。研究2:对例膝关节成形术失败患者的滑液的mNGS检测表明,与阳性培养相比,mNGS的属水平检测符合率为90%,种水平检测符合率为83%。此外,mNGS在24%的培养阴性病例中发现了潜在病原体。研究3:Sanderson等人用MinIONmNGS准确检测了9例移植假肢的超声液中的细菌病原体。含有大量细菌DNA的样本在短短2小时的测序中就产生了数百kb的病原体特异序列数据,从而意味着实时分析PJI的潜力。
限制
目前,美国还没有可用的关节液mNGS商业检测。因此,实验室必须单独开发、验证和执行mNGS检测,生物信息学序列分析是临床实验室mNGS检测发展的一个关键挑战。Thoendel等人用24例摘除关节置换术的超声液比较3种mNGS分析平台(IDbyDNA、OneCodex和CosmosID),3个平台的结果是相似的,在检测培养阴性PJI中的潜在病原体方面显示出了优势。与其他检测方法相比,CosmosID的分析灵敏度略低,而Codex和IDbyDNA检出的微生物无法用第二种方法确认。
03
眼部液体mNGS检测
由于眼部液体培养的临床敏感性较低,靶向检测不能覆盖所有潜在的病原体,而且眼部的脆弱性质决定了极小的样本量,所以眼部感染的病因通常未确定,病例报告和概念验证研究表明,mNGS可能改善眼部感染的诊断。
眼部感染
Doan等人对6例眼内液样本(3例确诊感染病例,2例非感染性病例,1例调查病例)进行mNGS检测,正确识别出3例确诊感染中的HSV-1、新型隐球菌和弓形虫。此外,mNGS在调查病例中检测到风疹病*,且随后得到证实。
限制
传统检测方法性能差,缺乏合适的比较分析,样本体积小是制约眼部液体mNGS发展和评估的巨大限制。
04
尿液mNGS检测
尿液培养和尿液检验通常用于指导尿路感染的诊断和治疗,但在某些患者中,培养并不能检测出所有临床相关的细菌。
尿路感染
研究1:在一项对照的随机临床试验中,根据mNGS结果接受治疗的急性膀胱炎患者在14天后症状改善程度高于培养的患者。研究2:在44份标准尿液培养未检出病原的样本中,mNGS在其中20份检出厌氧菌。研究3:通过一项概念验证研究,在43份培养阳性的尿液样本中,有42个样本mNGS检出1个及以上与培养相同的细菌。mNGS检测到的最常见的细菌种类与培养的细菌只有60%的样本相同。这项研究还为预测尿液微生物群落中的抗菌素耐药性提供了概念证据。然而,这种应用有很大的局限性。限制
mNGS无法很好地区分感染和定植,特别是在尿路感染频繁的宿主中,而且不同实验室的非标准化报告加剧了这一问题。
对微生物检测的过度解释可能导致不适当的抗菌治疗。
此外,对门诊或流动环境中收集的尿液样本进行mNGS可能会导致患者收取过高的费用。
精彩未完,下期再续!
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医院合伙人:--
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