“超速”基因测序碾压传统检验 识别重症感染

 2019-06-17 A- A+

2019年6月13日发表在《新英格兰医学杂志》上的一项最新研究,向我们展示了一种名为“宏基因组下一代测序”(mNGS)的开创性检测技术。该技术由加州大学旧金山分校(UCSF)的科学家们所研发,用于诊断“不明病因的炎症性神经疾病”。相比其他临床检验方法,mNGS测试可以更好地识别多种感染。
加州大学旧金山分校(UCSF)的实验室医学教授、UCSF-Abbot病毒诊断和探索中心的主任 Charles Chiu博士说:“全美医院有一半的脑膜炎和脑炎病例,还没找出感染的原因。而这些危重患者急需更好的检测工具。”
与传统由医生直觉驱动的常规检验不同,mNGS测试提供了一种无偏倚的方法,可以检测出患者脊髓液中存在的几乎所有可能的病原体--细菌、病毒、真菌和寄生虫,为医生提供明确的治疗方向。

这项研究只招募最具挑战性的病例。入选者必须是因急性神经系统疾病住院,但没有获得明确诊断的病人。这项研究包括了204名儿童和成人患者,其中大多数来自加州,他们患有脑膜炎(大脑周围组织的炎症)、脑炎(大脑本身的炎症)或脊髓炎(脊髓的炎症)。

研究过程中,通过传统检验方法查出的诸多感染,mNGS测试都能测出。但传统实验室检测方法通常是一次检测一种病原体,并要求医生知道他们在寻找什么才能成功。此外,mNGS测试还发现了13种传统检测没有发现的感染,比如一例由圣路易斯脑炎病毒感染的病例,自1986年以来,这种病毒在加州从未出现过。在半数以上的病例中,mNGS诊断对于指导这些患者的治疗是不可或缺的。在一个被传统检测遗漏的戊型肝炎病毒感染病例中,成功的mNGS诊断可能使患者免于进行肝移植。
Charles Chiu博士说:“mNGS测试通常是作为最后的检测手段,所以我们招募最难诊断的病人。对于这些患者,结合所有传统的微生物学测试方法,能做出明确诊断的不到50%。但mNGS这种单一测试就显现出了重大影响。”
在31名患者中,mNGS测试确定了32种神经系统感染。包括19例此前通过常规检测诊断出来的感染,以及13例仅靠mNGS诊断出的感染。
加州大学旧金山分校(UCSF)神经学副教授Michael Wilson博士指出,传染性脑炎和非传染性脑炎患者在临床上是无法区分的,mNGS测试有助于诊断那些介于感染和非感染之间的病例。
事实上,不到一半的脑膜炎和脑炎病例是由感染引起的。其余的大部分是自身免疫反应的结果,即病人自身的免疫系统攻击神经系统。这两种情况需要不同的治疗。如果病人是感染性疾病,抑制他的免疫系统反而会造成伤害。同理,如果病人是自身免疫性疾病,使用抗生素不仅无效,而且还会无端地增加抗生素耐药性。所以,治疗这类病人,医生首先要明确他们属于哪一类疾病。
不过,这项新测试也并非完美。有26种感染无法通过mNGS测试被诊断出来。因为这些病原体的DNA不存在于脊髓液中,需要对不同的样本类型(如脑脓肿组织)进行分析,或使用间接检测方法(如抗体检测)才能作出诊断。这项研究中的一个例子是西尼罗病毒感染,通过测序脊髓液中的病毒遗传物质是无法将它识别的,因为它来得快去得也快。
而在一些病例中,mNGS发现了结核等感染的迹象,它们在脊髓液中留下非常轻微的痕迹。虽然没有检测到足够高的感染水平来明确诊断,但知道它们的存在,即使是微量的,仍然有助于指导医生采取另一种诊断方法来确认病原体是否存在。

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