病原高通量測序在中樞神經系統(tǒng)感染患者中的應用效果

劉子林，汪濤，張齊龍，肖紹武，張麗婷，況衛(wèi)豐

江西省胸科醫(yī)院 （江西南昌 330006）

中樞神經系統(tǒng)（central nervous system，CNS）感 染通常由真菌、病毒和細菌等病原微生物引起，危及人類生命健康。由于抗生素濫用和新型病原微生物的不斷出現(xiàn)，CNS 感染表現(xiàn)為高危、復雜、難治及突發(fā)等特點[1]。腦膜炎和腦炎均屬于CNS 感染，腦膜炎發(fā)生過程中蛛網(wǎng)膜下腔的細菌和病毒誘發(fā)免疫反應，引起炎癥因子水平升高，進而導致血腦屏障破壞、組織通透性增加及局部組織損傷；腦炎發(fā)病大體類似，但主要是腦實質出現(xiàn)炎癥反應[2-3]。目前，對于CNS 感染病原微生物的檢測方法較多，如病原體直接檢測（聚合酶鏈式反應、直接鏡檢、抗原檢測）、免疫應答反應檢測（如抗體檢測）等傳統(tǒng)病原微生物檢測方法培養(yǎng)周期長、特異度較低、敏感度不足，無法指導臨床快速診斷[4-5]。病原高通量測序是近年新興的臨床診斷輔助手段，樣本測序后對比已有數(shù)據(jù)庫，確定感染微生物種屬，協(xié)助臨床快速診斷，甚至能檢出新發(fā)的、臨床罕見的感染性病原體，并具有通量高、周期短、相對無偏倚的優(yōu)勢[6-7]。本研究旨在探討病原高通量測序在CNS 感染患者中的臨床效果，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方案

1.1 一般資料

回顧性分析2020 年10 月至2022 年9 月我院收治的80 例CNS 感染患者資料，根據(jù)病原微生物檢測方法分為對照組和試驗組，各40 例。對照組中男24 例，女16 例；年齡20～78 歲，平均（46.35±3.26）歲；腦脊液白蛋白平均水平為（1.89±0.45）g/L；外周血白細胞平均水平為（10.65±2.11）×109/L。試驗組中男22 例，女18 例；年齡22～77 歲，平均（46.99±3.41）歲；腦脊液白蛋白平均水平為（1.91±0.43）g/L；外周血白細胞平均水平為（10.72±2.16）×109/L。兩組一般資料比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），具有可比性。本研究已獲得醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準。

納入標準：均確診CNS 感染，符合《北京腦炎協(xié)作組腦炎診斷標準》[8]；可配合研究。排除標準：腦脊液呈血性；合并腦膜惡性腫瘤；合并梅毒、HIV 感染；非感染性腦病：如風濕性免疫病、自身免疫性疾病、視神經脊髓炎譜系疾病、副腫瘤性邊緣性腦病。

1.2 方法

對照組采用傳統(tǒng)病原學檢測：患者取側臥位，腰椎穿刺取10 ml 腦脊液進行檢測，包括病原體抗體測定、聚合酶鏈式反應、病原微生物培養(yǎng)，必要時進行血漿真菌GM 試驗（半乳甘露聚糖檢測）或G 試驗（1-3-β-D 葡聚糖動態(tài)定量檢測）。

試驗組采用病原高通量測序，具體操作如下。（1）DNA 提取及樣本處理：無菌條件下對患者行腰椎穿刺，取2～3 ml 腦脊液樣本并低溫保存（一般于-80 ℃保存，24 h 內送檢可于-20 ℃保存，8 h 內送檢可常溫放置），提取腦脊液DNA，超聲破碎成約250 bp 片段；（2）文庫構建和測序：分別使用Agilent 2100 Bioanalyzer 和Qubit dsDNA HS Assay Kit（Thermo Fisher Scientific Inc.）質控DNA文庫的尺寸和濃度，采用BGISEQ-50/MGISEQ-2000 測序儀進行測序；（3）數(shù)據(jù)分析：去除低質量序列，采用BWA 比對方法去除人參考基因序列，最后與參考庫4 類微生物（細菌、真菌、病毒、寄生蟲）比對。

1.3 觀察指標

觀察并記錄兩組病原微生物檢出率、癥狀（意識狀態(tài)，頭痛、嘔吐，發(fā)熱等）改善天數(shù)、住院總天數(shù)及治愈率。

1.4 統(tǒng)計學處理

用SPSS 23.0 軟件分析數(shù)據(jù)，計數(shù)資料以率表示，采用χ2檢驗，計數(shù)資料以±s表示，采用t檢驗，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組病原微生物檢出率比較

試驗組陽性檢出率為70.00%（28/40），對照組陽性檢出率為17.50%（7/40），試驗組顯著高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（χ2=22.403，P＜0.001）

2.2 兩組癥狀改善天數(shù)和住院總天數(shù)比較

試驗組癥狀改善和住院時間明顯短于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組癥狀改善和住院時間比較（d，±s）

表2 兩組癥狀改善和住院時間比較（d，±s）

組別 例數(shù) 發(fā)熱 嘔吐 頭痛 意識障礙 住院總天數(shù)對照組 40 8.71±3.92 7.50±2.64 6.37±1.55 11.23±4.04 18.04±6.21試驗組 40 6.82±3.24 5.24±2.55 4.16±1.23 9.83±3.16 14.92±5.73 t 6.883 7.036 7.520 6.648 8.901 P 0.005 0.004 0.002 0.006 0.000

2.3 兩組治愈率比較

試驗組治愈率為87.5%（35/40），高于對照組的67.5%（27/40），差異有統(tǒng)計學意義（χ2=4.588，P=0.032）。

3 討論

CNS 感染患者的診斷通常不是十分明確，醫(yī)師主要根據(jù)患者臨床表現(xiàn)、病史和影像學結果進行診斷，最終需再進行實驗室檢測[9-10]。實驗室檢測過程中，樣本需要行腦活檢或腰椎穿刺等侵入性操作獲取，樣本的數(shù)量和可用性有限。感染性疾病臨床表現(xiàn)具有一定的重疊性，易漏診罕見病原體感染，臨床約一半急性腦膜病患者病因尚未確定[11-13]。CNS 病原體感染種類廣泛，且有些存在嚴重的致死性，若患者未能得到及時診斷和治療，嚴重影響預后，給醫(yī)療衛(wèi)生機構及患者家庭都帶來負擔[14-15]。

病原高通量測序可對樣本中的每一段基因進行測序，不依賴對病原體的預測和假設，幾乎可以檢測樣本中所有的DNA 或RNA 序列，可對病原體的感染類型進行無偏倚篩查，克服了免疫標志物、聚合酶鏈式反應、培養(yǎng)等靶向診斷的局限性，是一種便捷、快速的臨床診斷輔助手段，能夠發(fā)現(xiàn)少見的、新發(fā)的、診斷困難的病原體[16-18]。本研究利用病原高通量測序檢測出陽性結果28 例，傳統(tǒng)方法檢測出陽性結果7 例，其中5 例兩種檢測方法結果均為陽性，高通量測序方法檢出陰性結果12例，其中1例與傳統(tǒng)方法不一致，試驗組陽性檢出率顯著高于對照組（P＜0.05），說明傳統(tǒng)方法對CNS 感染患者檢測缺乏特異度和敏感度，診斷力度不夠，易出現(xiàn)漏檢、錯檢[19-20]。本研究中，試驗組檢測出的感染病原體更加準確，有助于醫(yī)師及時干預治療，所以癥狀（意識障礙，頭痛、嘔吐，發(fā)熱）改善時間和住院總天數(shù)明顯短于對照組，治愈率高于對照組。其原因為，CNS 感染患者臨床癥狀多為頭痛、嘔吐、發(fā)熱、意識障礙，若診斷及時，準確率高，臨床醫(yī)師快速給予抗感染治療，可減輕患者的癥狀，有利于患者快速康復出院。

綜上所述，病原高通量測序在CNS 感染患者的診斷中陽性檢出率較高，有利于臨床醫(yī)師及時干預治療，提高治愈率，縮短癥狀改善時間與住院時間。