骨关节感染大样本：mNGS VS 培养 谁与争锋？

导 读

人工关节置换术失败主要由感染和非感染因素 (无菌性松动、脱位、假体周围骨折) 两大原因导致。因感染导致的人工关节感染并发症虽然仅有2%，但有较高的致病率并且可导致严重的经济负担，而且其中有5-20%确定为关节感染的患者临床细菌培养阴性。阴性结果不仅影响临床抗生素的使用，而且病因诊断不明确，会对患者和医生造成困扰。同时有研究也认为病原微生物可能在因非感染因素导致的手术失败中占有一席之地，无菌性手术失败真的与细菌没有关联吗？人工关节感染还有其它办法寻找真凶吗？

近日，《临床传染病》(Clinical Infectious Diseases) 杂志发表一篇mNGS (基于宏基因组学的二代测序技术) 用于人工关节感染诊断的文章。在mNGS临床转化领域，该文是现有文献中样本量最大的一次方法学对比研究，并且美国排名第一的医院——梅奥诊所 (Mayo Clinic) 的Robin Patel教授等在推动mNGS临床应用方面经验颇丰，感染频道先前分享的《mNGS”撒网捕鱼“，疑难人工关节感染病原”收入网中“》也是Robin教授发表的一篇mNGS案例报导的解读。那么，在这份大样本技术对比研究中，mNGS的敏感性和特异性到底如何呢？

研究内容

为了探究关节置换手术失败的原因，研究者获得了临床408份手术失败患者的关节假体超声清洗液样本，根据人工骨关节感染诊断标准分为感染因素或非感染因素两大类。同时运用传统培养与mNGS的两种方法检测样本中的病原体，进而评估mNGS的优劣。

研究结果

我们以一张图来展示：

mNGS与培养方法学检测结果对比

总结讨论

  • 相比于培养方法，mNGS 整体的阳性率更高，尤其针对培养阴性的样本。大多数mNGS额外检出的潜在病原体也隶属于常见的人工关节感染病原体，并且也协助确诊罕见病原体如唾液支原体和卡介苗导致的人工骨关节感染；

  • 背景菌的检出仍是阻碍宏基因组学发展的一大挑战，平台、试剂盒的不同检出的背景菌会有所差异。研究者对阴性对照中检出的背景菌分析，发现背景菌的序列仅集中在基因组的一小段，因此这一特点可以帮助生物信息人员运用算法区分背景菌与致病菌，进而解决背景菌的困扰。

  • 对于两种方法学均未检出但临床综合评估认为感染仍是主因的样本，研究者认为关节置换术前连续使用一种或多种抗生素、区分感染与非感染的诊断标准不严格、参考比对数据库不全面等因素均可以导致阴性结果。

小跨越成就舞台大梦想，mNGS携手临床共谱篇章

本文专注于人工关节感染病因探寻这一领域，用较大的样本量对比评估了mNGS与传统培养方法，是mNGS临床转化的一个小里程碑。除人工关节感染外，不明原因发热、重症肺炎、脓毒症以及中枢神经系统感染等疑难危重感染的辅助诊断也是mNGS发挥优势的舞台。紧随mNGS临床应用大趋势，传递前沿科学新技术，造福万千疑难危重症患者， mNGS携手临床共谱篇章。

鉴于文章篇幅有限，本文未展开详细描述，如有兴趣，请扫描二维码了解更多。

原文引用：

Matthew Thoendel, Patricio Jeraldo, Kerryl E Greenwood-Quaintance, Janet Yao, Nicholas Chia, Arlen D Hanssen, Matthew P Abdel, Robin Patel; Identification of Prosthetic Joint Infection Pathogens Using a Shotgun Metagenomics Approach, Clinical Infectious Diseases,  ciy303, https://doi.org/10.1093/cid/ciy303

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