于海東,朱 東,高 麟,李海龍

(包頭醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院,內(nèi)蒙古 包頭 014030)

顱內(nèi)感染是神經(jīng)外科術(shù)后常見的并發(fā)癥之一,雖然術(shù)前預(yù)防使用抗菌藥物、規(guī)范手術(shù)操作等措施可降低其發(fā)生率,但由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)侵襲性操作及植入物的增多,神經(jīng)外科術(shù)后顱內(nèi)感染的發(fā)生率仍有1.4%～9.5%。神經(jīng)外科術(shù)后繼發(fā)顱內(nèi)感染會(huì)導(dǎo)致臨床結(jié)局不佳、病死率明顯升高,因此感染的早期識(shí)別及治療至關(guān)重要。腦脊液細(xì)菌培養(yǎng)是明確顱內(nèi)感染病原菌的常規(guī)方法,但是檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng),無法滿足臨床早期快速診斷需要。目前腦脊液細(xì)菌培養(yǎng)陽(yáng)性率為5.4%～24.3%[1],且部分病原體無法通過常規(guī)培養(yǎng)檢出。宏基因組二代測(cè)序技術(shù)(mNGS)可以在單個(gè)檢測(cè)樣本中識(shí)別所有潛在病原體,在臨床感染病原學(xué)診斷領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景[2]。本文旨在分析宏基因組二代測(cè)序技術(shù)在神經(jīng)外科顱內(nèi)感染病原學(xué)診斷中的應(yīng)用價(jià)值。報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇我院2020年1月-2022年12月收治的20 例神經(jīng)外科術(shù)后擬診顱內(nèi)感染患者為研究對(duì)象,兩周后由3位神經(jīng)外科專家共同判斷是否確診為顱內(nèi)感染。20 例患者中男11 例,女9 例,年齡(40.09±2.10) 歲。

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn):入組前接受開顱、內(nèi)鏡手術(shù)或者腦室穿刺引流術(shù);術(shù)前無顱內(nèi)感染表現(xiàn);均知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn):既往中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染病史、免疫系統(tǒng)缺陷;接受免疫抑制治療;配合度較低;中途退出。

1.3 方法

嚴(yán)格無菌操作進(jìn)行腰椎穿刺或者抽取腦室引流管內(nèi)腦脊液10 mL,在完成必要檢查后,剩余1～2 mL腦脊液在-20 ℃保存,12 h內(nèi)干冰運(yùn)輸?shù)交?yàn)室檢測(cè)平臺(tái)進(jìn)行腦脊液mNGS檢測(cè)。具體操作如下。DNA提取和定量:1～2 mL腦脊液樣本離心取沉淀物,按照試劑盒步驟提取DNA,采取生物分析儀結(jié)合聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)進(jìn)行測(cè)序前質(zhì)量控制,按照試劑盒操作手冊(cè)進(jìn)行DNA文庫(kù)構(gòu)建。上機(jī)測(cè)序:檢測(cè)范圍包括已知1 428種細(xì)菌、1 130種病毒、73種真菌、48種寄生蟲和40種衣原體。生物信息分析:過濾掉長(zhǎng)度<35 bp和低質(zhì)量、低復(fù)雜序列后,生成高質(zhì)量數(shù)據(jù),通過BWA對(duì)比去除人源序列,余下數(shù)據(jù)與專用微生物大數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比,并用生物信息分析獲得每種微生物序列深度和覆蓋率。

1.4 觀察指標(biāo)

分析宏基因組二代測(cè)序技術(shù)的靈敏度、特異度、準(zhǔn)確率。靈敏度=真陽(yáng)性例數(shù)/(真陽(yáng)性例數(shù)+假陰性例數(shù))×100%,特異度=真陰性例數(shù)/(假陽(yáng)性例數(shù)+真陰性例數(shù))×100%,準(zhǔn)確度=準(zhǔn)確例數(shù)/每組總例數(shù)×100%。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié) 果

經(jīng)臨床復(fù)核,即3名神經(jīng)重癥專家對(duì)患者臨床資料、實(shí)驗(yàn)室檢查及影像學(xué)檢查進(jìn)行綜合判讀并給出臨床診斷,最終臨床確診神經(jīng)外科術(shù)后顱內(nèi)感染13 例,非感染7 例。宏基因二代測(cè)序技術(shù)診斷神經(jīng)外科術(shù)后顱內(nèi)感染靈敏度、特異度及準(zhǔn)確率分別為100.0%(13/13),85.7%(6/7),95.0%(19/20);細(xì)菌培養(yǎng)的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確率分別為69.2%(9/13),57.1%(4/7),65.0%(13/20);宏基因組二代測(cè)序技術(shù)的靈敏度、特異度及準(zhǔn)確率均高于常規(guī)腦脊液細(xì)菌培養(yǎng),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(見表1)。

表1 分析宏基因組第二代測(cè)序技術(shù)靈敏度和特異度及準(zhǔn)確率 單位:%

3 討 論

正常狀態(tài)下,中樞神經(jīng)系統(tǒng)由于解剖結(jié)構(gòu)和血腦屏障存在,會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境,細(xì)菌等病原體較難進(jìn)入和繁殖。但是神經(jīng)外科手術(shù)會(huì)直接或間接破壞血腦屏障,導(dǎo)致顱腔和外界相通,使微生物極易進(jìn)入顱腔并繁殖,從而引起嚴(yán)重的顱內(nèi)感染。所以早期明確病原菌和盡快采取合適的抗生素對(duì)降低感染病死率、改善預(yù)后尤為重要[3]。腦脊液細(xì)菌培養(yǎng)是當(dāng)前常用的診斷依據(jù),具有經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便、容易開展等優(yōu)勢(shì),但是檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng),影響治療。宏基因也稱元基因組,利用新一代高通量測(cè)序技術(shù)(NGS)以特定環(huán)境下微生物群體基因組為研究對(duì)象,在分析微生物多樣性、種群結(jié)構(gòu)、進(jìn)化關(guān)系的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探究微生物群體功能活性、相互協(xié)作關(guān)系及其與環(huán)境之間的關(guān)系,發(fā)掘潛在的生物學(xué)意義。與傳統(tǒng)微生物研究方法相比,宏基因組測(cè)序技術(shù)規(guī)避了絕大部分微生物不能培養(yǎng)、痕量菌無法檢測(cè)的缺點(diǎn),因此近年來在環(huán)境微生物學(xué)研究中得到了廣泛應(yīng)用。宏基因組二代測(cè)序技術(shù)是以聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)為基礎(chǔ),非靶向檢測(cè)樣本中存在的細(xì)菌、真菌、寄生蟲等病原體,具有高通量等特點(diǎn)[4]。宏基因組二代測(cè)序技術(shù)檢測(cè)時(shí)間較短,不會(huì)受到抗生素治療影響。宏基因組二代測(cè)序技術(shù)檢測(cè)已經(jīng)成為多個(gè)感染領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[5-6]。近幾年開始研究其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染中的應(yīng)用情況。研究[7-8]發(fā)現(xiàn),基因組二代測(cè)序技術(shù)在感染病原學(xué)診斷中準(zhǔn)確率較高。本研究旨在分析宏基因組二代測(cè)序技術(shù)在神經(jīng)外科顱內(nèi)感染病原學(xué)診斷中的應(yīng)用價(jià)值。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 宏基因組二代測(cè)序技術(shù)的靈敏度、特異度、準(zhǔn)確率均高于常規(guī)腦脊液細(xì)菌培養(yǎng),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。綜上所述,宏基因組二代測(cè)序技術(shù)在神經(jīng)外科顱內(nèi)感染病原學(xué)診斷中具有一定價(jià)值,診斷效能優(yōu)于細(xì)菌培養(yǎng),值得臨床重視。

宏基因組二代測(cè)序?qū)τ诖_診顱內(nèi)感染及明確病原菌有重要作用,可以給臨床醫(yī)生提供抗感染治療的方案,但其敏感性高,結(jié)果可能出現(xiàn)很多病原菌,有時(shí)難以明確致病菌,需要臨床醫(yī)生判斷。目前結(jié)果陽(yáng)性判定尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),不同病原體序列數(shù)要求不同[9-10],區(qū)別污染、背景微生物序列尤為重要。而且其只能明確病原菌,無藥敏結(jié)果,臨床治療中一般多采用腦脊液培養(yǎng)結(jié)合宏基因組二代測(cè)序,希望宏基因組二代測(cè)序能提供更高的靈敏度及藥敏結(jié)果,更好地服務(wù)臨床,為患者的治療和預(yù)后提供更多幫助。