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        宏基因組二代測序技術(shù)檢測腦脊液在結(jié)核性腦膜炎診斷中的應(yīng)用價值的Meta分析

        2021-10-13 09:19:50陳文姚利陳康戴希勇
        中國防癆雜志 2021年10期
        關(guān)鍵詞:匯總腦膜炎敏感度

        陳文 姚利 陳康 戴希勇

        結(jié)核性腦膜炎(tuberculous meningitis,TBM)是結(jié)核分枝桿菌感染引起的顱內(nèi)非化膿性炎癥性疾病,是常見的肺外結(jié)核病之一,其發(fā)病數(shù)約占結(jié)核病的1%[1]。雖然TBM發(fā)病率相對較低,但其是最嚴(yán)重的結(jié)核病,超過50%的患者最終導(dǎo)致死亡或者遺留嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥[2]。研究表明,早期診斷及治療是影響TBM預(yù)后的重要因素[1]。然而,TBM早期表現(xiàn)不典型,易與化膿性腦膜炎、病毒性腦膜炎、真菌性腦膜炎等混淆,目前尚無理想的早期診斷TBM的輔助檢查,導(dǎo)致發(fā)病的早期診斷困難[3-4]。腦脊液中檢測到結(jié)核分枝桿菌是其確診的金標(biāo)準(zhǔn),但該方法周期長,陽性率低,無法滿足臨床需求[5]。宏基因組二代測序技術(shù)(metagenomic next-generation sequencing,mNGS)是一種新興的檢測病原體的方法,該技術(shù)已被應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病的診斷[6],但其在TBM的診斷價值尚不明確。mNGS技術(shù)應(yīng)用于腦脊液檢測診斷TBM的研究也逐漸增多,但單個研究樣本量不大,且報道的敏感度差異較大,診斷價值仍存爭議。因此,筆者檢索目前國內(nèi)外應(yīng)用mNGS檢測腦脊液診斷TBM的相關(guān)文獻(xiàn),采用Meta分析方法評價mNGS技術(shù)應(yīng)用于腦脊液檢測在TBM診斷中的應(yīng)用價值。

        資料和方法

        一、 檢索策略

        計算機(jī)檢索PubMed、Embase、Cochrane Library、中國知網(wǎng)、萬方、維普等數(shù)據(jù)庫,檢索時間均為建庫至2021年4月30日,語種為英文或中文。選取國內(nèi)外發(fā)表的通過mNGS技術(shù)應(yīng)用于腦脊液檢測診斷TBM的文獻(xiàn),并對納入文獻(xiàn)的參考文獻(xiàn)進(jìn)行擴(kuò)大檢索。英文檢索詞為“metagenomic next-generation sequencing”“mNGS”“next-generation sequencing”“tuberculous meningitis”“tuberculosis meningitis”“tuberculosis”,中文檢索詞為“宏基因組二代測序”“二代測序”“結(jié)核”“結(jié)核性腦膜炎”。以PubMed為例,其具體檢索策略為:#1 metagenomic next-generation sequencing,#2 mNGS,#3 next-generation sequencing,#4 tuberculous meningitis,#5 tuberculosis meningitis,#6 tuberculosis,#1OR#2OR#3AND#4OR#5OR#6。

        二、文獻(xiàn)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)

        1.納入標(biāo)準(zhǔn):(1) 研究類型:采用mNGS技術(shù)應(yīng)用于腦脊液檢測診斷TBM的研究,且能直接或間接推算出診斷實(shí)驗(yàn)的四格表數(shù)據(jù),即真陽性值(TP)、假陽性值(FP)、假陰性值(FN)、真陰性值(TN)。(2)研究對象為經(jīng)臨床確診的TBM患者,有明確的診斷標(biāo)準(zhǔn),對照組均包含臨床需要與TBM相鑒別的疾病,包括化膿性腦膜炎、病毒性腦膜炎、真菌性腦膜炎等其他腦膜炎患者。(3)TBM例數(shù)>10例。(4)研究對象年齡不限。(5)英文和中文文獻(xiàn)。

        2.排除標(biāo)準(zhǔn):(1)各數(shù)據(jù)庫里重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn)及數(shù)據(jù)。(2)碩士論文、病案報道、會議論文及綜述。

        三、文獻(xiàn)的篩選和資料提取

        由2名研究者先分別獨(dú)立對初檢文獻(xiàn)和摘要獨(dú)立閱讀,再根據(jù)納入與排除標(biāo)準(zhǔn)對檢索出的文獻(xiàn)獨(dú)立進(jìn)行篩選,對可能納入分析的文章閱讀全文,并進(jìn)行質(zhì)量評價和相關(guān)資料提取。

        四、文獻(xiàn)質(zhì)量評價及數(shù)據(jù)提取

        由2名研究員根據(jù)診斷準(zhǔn)確性研究質(zhì)量評價工具(quality assessment of diagnostic accuracy studies,QUADAS)的14條[7]對入選文獻(xiàn)獨(dú)立進(jìn)行質(zhì)量評價,并以“是”“否”“不清楚”3個標(biāo)準(zhǔn)分別評價每個條目,分別計1、-1和0分,總分14分。提取資料包括作者、發(fā)表年限、研究對象、樣本量、診斷標(biāo)準(zhǔn)、四格表數(shù)據(jù)TP、FP、FN、TN等。如遇分歧則通過討論協(xié)商解決或向?qū)<易稍兘鉀Q。

        五、統(tǒng)計學(xué)處理

        使用MetaDiSc 1.4軟件進(jìn)行Meta分析,提取各獨(dú)立研究的診斷性實(shí)驗(yàn)四格表數(shù)據(jù),繪制敏感度與特異度的森林圖,根據(jù)P值和I2值評估異質(zhì)性;P>0.05,無異質(zhì)性;P≤0.05,存在異質(zhì)性;I2≤25%為異質(zhì)性較小;25%50% 為高度異質(zhì)性則采用隨機(jī)效應(yīng)模型(random effect model,REM,有異質(zhì)性),分析計算納入研究的敏感度、特異度、陽性似然比(positive likelihood ratio,PLR)、陰性似然比(negative likehood ratio,NLR)、診斷比值比(diagnostic odd ratio,DOR)及其95%可信區(qū)間(confidence interval,CI)。繪制匯總受試者工作特征(summary receiver operating characteristics,SROC)曲線,并計算曲線下面積(area under the curve,AUC)。

        結(jié) 果

        一、文獻(xiàn)檢索結(jié)果

        檢索到文獻(xiàn)628篇,剔除重復(fù)文獻(xiàn)后得到初始文獻(xiàn)181篇,瀏覽文題及摘要后排除不相關(guān)、綜述類和病例報告文獻(xiàn)169篇,納入12篇文獻(xiàn);通過進(jìn)一步閱讀全文,排除無法提取四格表數(shù)據(jù)及重復(fù)利用發(fā)表的文獻(xiàn)5篇,最終7篇[8-14]符合納入標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)進(jìn)入Meta分析。

        二、納入研究的基本特征與質(zhì)量評價

        7篇文獻(xiàn)均為英文文獻(xiàn);研究組231例,對照組246例;研究中均包含了易混淆的病例并給出了詳細(xì)的診斷標(biāo)準(zhǔn),納入研究的病例均經(jīng)過病原學(xué)或臨床抗結(jié)核治療有效確診為TBM。納入文獻(xiàn)的QUADAS評分均≥10分,表明納入研究質(zhì)量較高。納入研究的基本臨床特征與QUADAS評分參見表1。

        表1 納入7篇文獻(xiàn)的相關(guān)信息

        三、mNGS技術(shù)應(yīng)用于腦脊液檢測對TBM的診斷價值

        1.異質(zhì)性檢驗(yàn):Spearman相關(guān)系數(shù)=0.645,P=0.117,表明不存在閾值效應(yīng)。異質(zhì)性檢驗(yàn)結(jié)果顯示,各研究結(jié)果間的敏感度(χ2=52.96,P=0.000,I2=88.7%)、特異度(χ2=2.83,P=0.830,I2=0.0%)、PLR(Cochran-Q=0.89,P=0.990,I2=0.0%)、NLR(Cochran-Q=35.51,P=0.000,I2=83.1%)、DOR(Cochran-Q=3.10,P=0.796,I2=0.0%),敏感度、NLR異質(zhì)性較大采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行Meta分析,特異度、PLR、DOR異質(zhì)性較小采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行合并。

        2.診斷價值參數(shù)匯總分析:Meta分析結(jié)果顯示,mNGS技術(shù)應(yīng)用于腦脊液檢測診斷TBM的敏感度和特異度分別為62.0%(95%CI: 55.0%~68.0%)和97.0%(95%CI: 94.0%~99.0%)(圖1,2);匯總PLR和匯總NLR分別為10.57(95%CI:4.84~23.11)和0.41(95%CI:0.27~0.60);匯總DOR為21.39(95%CI:10.18~44.95)(圖3~5)。

        圖1 mNGS檢測腦脊液診斷TBM的敏感度

        圖2 mNGS檢測腦脊液測診斷TBM的特異度

        圖3 mNGS檢測腦脊液診斷TBM的匯總陽性似然比(PLR)

        圖4 mNGS檢測腦脊液診斷TBM的匯總陰性似然比(NLR)

        圖5 mNGS檢測腦脊液診斷TBM的診斷OR值

        3. SROC分析:繪制mNGS技術(shù)應(yīng)用于腦脊液檢測對TBM診斷價值的SROC,結(jié)果顯示AUC為0.956,Q*指數(shù)為0.898(圖6)。

        注 AUC:曲線下面積;Q*:統(tǒng)計量指數(shù)圖6 mNGS檢測腦脊液診斷TBM的匯總受試者工作特征(SROC)曲線

        4.亞組分析:不同研究類型的亞組分析見表2。分為前瞻性研究組(3個研究)和回顧性研究組(4個研究)。Meta分析結(jié)果顯示,前瞻性研究組的匯總敏感度、匯總特異度和匯總DOR分別為41.0%(31.0%~52.0%)、97.0%(93.0%~99.0%)、16.54(7.03~38.92),AUC為0.998,回顧性研究組的匯總敏感度、匯總特異度和匯總DOR分別為76.0%(68.0%~83.0%)、100.0%(88.0%~100.0%)、35.52(7.70~163.85),AUC為0.945。

        表2 不同研究類型mNGS檢測腦脊液診斷TBM的亞組分析

        討 論

        TBM是結(jié)核分枝桿菌侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)致的一種結(jié)核病,是肺外結(jié)核病中最嚴(yán)重的類型,致死率、致殘率高,早期診斷與治療是提高治療效果、改善預(yù)后的關(guān)鍵。然而,由于TBM臨床表現(xiàn)多不典型,腦脊液里細(xì)菌負(fù)荷量低以及病理性診斷難以獲得,使得TBM早期診斷困難。腦脊液抗酸染色涂片或分枝桿菌培養(yǎng)是診斷TBM的金標(biāo)準(zhǔn),而腦脊液抗酸染色涂片陽性率低,腦脊液分枝桿菌培養(yǎng)耗時較長,通常需要2周以上,且陽性率僅為20%~30%[15],對早期診斷TBM意義不大。另外,TBM易與病毒性腦膜炎、真菌性腦膜炎等混淆,其病原學(xué)診斷困難。因此,快速、準(zhǔn)確的病原學(xué)診斷方法對于TBM的早期確診,降低其致死率、致殘率尤為重要。

        近年來,出現(xiàn)了多種診斷結(jié)核病的新技術(shù),分子診斷技術(shù)是重要的突破,其代表為GeneXpert MTB/RIF技術(shù),是一種快速、有效的診斷技術(shù),且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于肺外結(jié)核的診斷。但是,其診斷TBM的敏感度并不高,且該方法只能檢測結(jié)核分枝桿菌DNA,無法檢測其他病原體從而間接鑒別診斷TBM[16]。mNGS是一種新興的高通量測序方法,可以快速對DNA或者RNA樣本的堿基進(jìn)行測序,不但能檢測已知病原體,而且能檢測未知病原體,目前報道已被用于細(xì)菌、真菌、病毒等多種感染性疾病的診斷[17-19]。最近的一項(xiàng)大樣本回顧性研究對比了mNGS與傳統(tǒng)培養(yǎng)診斷感染性疾病的診斷價值,結(jié)果顯示其敏感度、特異度均高于傳統(tǒng)的培養(yǎng)檢測,尤其對于結(jié)核分枝桿菌的檢測[20]。目前,mNGS檢測腦脊液診斷TBM的研究較少,其診斷價值尚不明確。為了更加精確、早期診斷TBM,快速得出結(jié)果,本研究納入7項(xiàng)研究,通過合并診斷比值比、擬合ROC曲線來評價mNGS檢測腦脊液診斷TBM的診斷效能。Meta分析結(jié)果顯示mNGS檢測腦脊液診斷TBM的敏感度為62.0%(95%CI: 55.0%~68.0%),特異度為97.0%(95%CI:94.0%~99.0%),診斷比值比為21.39(95%CI:10.18~44.95),將7項(xiàng)研究的敏感度和特異度擬合SROC曲線,得到實(shí)驗(yàn)總體效能指標(biāo)AUC=0.956、Q*指數(shù)為0.898,其敏感度高于研究報道的GeneXpert MTB/RIF Ultra及GeneXpert MTB/RIF檢測腦脊液診斷TBM的敏感度(25.5%~47.2%)[16,21],證實(shí)了mNGS應(yīng)用于腦脊液檢測對TBM具有較高的診斷價值,可作為快速診斷TBM的有效方法。但mNGS目前也存在不可避免的缺點(diǎn),首先,mNGS檢測費(fèi)用相對較高,導(dǎo)致其使用受限。其次,mNGS尚不能檢測結(jié)核分枝桿菌是否耐藥。再次,mNGS對RNA類型的病原體檢測方法尚未完全攻破,還需進(jìn)一步探索。

        本研究尚存以下幾點(diǎn)不足。首先,目前有關(guān)mNGS檢測腦脊液診斷TBM的研究較少,總共僅納入7篇相關(guān)文獻(xiàn),且大部分研究病例非連續(xù)納入,標(biāo)本的處理方法也不完全相同,可能造成偏倚;其次,前瞻性研究較少,根據(jù)研究類型不同進(jìn)行亞組分析結(jié)果顯示,前瞻性研究與回顧性研究匯總敏感度存在差異,可能是本研究差異性的來源之一。另外,有的回顧性文獻(xiàn)納入病例行mNGS檢查前已經(jīng)抗結(jié)核治療,有的文獻(xiàn)對是否抗結(jié)核治療交代不詳。檢測前抗結(jié)核治療可能影響其敏感度,導(dǎo)致納入文獻(xiàn)的異質(zhì)性大。最后,本文只納入了中文、英文文獻(xiàn),可能造成語言偏倚。今后尚需更多前瞻性、大樣本、高質(zhì)量的臨床對照研究,更加科學(xué)、客觀地評價mNGS應(yīng)用于腦脊液檢測對TBM的診斷價值。

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