于海东,朱 东,高 麟,李海龙

(包头医学院第二附属医院,内蒙古 包头 014030)

颅内感染是神经外科术后常见的并发症之一,虽然术前预防使用抗菌药物、规范手术操作等措施可降低其发生率,但由于中枢神经系统侵袭性操作及植入物的增多,神经外科术后颅内感染的发生率仍有1.4%～9.5%。神经外科术后继发颅内感染会导致临床结局不佳、病死率明显升高,因此感染的早期识别及治疗至关重要。脑脊液细菌培养是明确颅内感染病原菌的常规方法,但是检测时间较长,无法满足临床早期快速诊断需要。目前脑脊液细菌培养阳性率为5.4%～24.3%[1],且部分病原体无法通过常规培养检出。宏基因组二代测序技术(mNGS)可以在单个检测样本中识别所有潜在病原体,在临床感染病原学诊断领域具有良好的应用前景[2]。本文旨在分析宏基因组二代测序技术在神经外科颅内感染病原学诊断中的应用价值。报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择我院2020年1月-2022年12月收治的20 例神经外科术后拟诊颅内感染患者为研究对象,两周后由3位神经外科专家共同判断是否确诊为颅内感染。20 例患者中男11 例,女9 例,年龄(40.09±2.10) 岁。

1.2 纳入及排除标准

纳入标准:入组前接受开颅、内镜手术或者脑室穿刺引流术;术前无颅内感染表现;均知情同意。排除标准:既往中枢神经系统感染病史、免疫系统缺陷;接受免疫抑制治疗;配合度较低;中途退出。

1.3 方法

严格无菌操作进行腰椎穿刺或者抽取脑室引流管内脑脊液10 mL,在完成必要检查后,剩余1～2 mL脑脊液在-20 ℃保存,12 h内干冰运输到化验室检测平台进行脑脊液mNGS检测。具体操作如下。DNA提取和定量:1～2 mL脑脊液样本离心取沉淀物,按照试剂盒步骤提取DNA,采取生物分析仪结合聚合酶链式反应(PCR)进行测序前质量控制,按照试剂盒操作手册进行DNA文库构建。上机测序:检测范围包括已知1 428种细菌、1 130种病毒、73种真菌、48种寄生虫和40种衣原体。生物信息分析:过滤掉长度<35 bp和低质量、低复杂序列后,生成高质量数据,通过BWA对比去除人源序列,余下数据与专用微生物大数据库进行对比,并用生物信息分析获得每种微生物序列深度和覆盖率。

1.4 观察指标

分析宏基因组二代测序技术的灵敏度、特异度、准确率。灵敏度=真阳性例数/(真阳性例数+假阴性例数)×100%,特异度=真阴性例数/(假阳性例数+真阴性例数)×100%,准确度=准确例数/每组总例数×100%。

1.5 统计学方法

2 结 果

经临床复核,即3名神经重症专家对患者临床资料、实验室检查及影像学检查进行综合判读并给出临床诊断,最终临床确诊神经外科术后颅内感染13 例,非感染7 例。宏基因二代测序技术诊断神经外科术后颅内感染灵敏度、特异度及准确率分别为100.0%(13/13),85.7%(6/7),95.0%(19/20);细菌培养的灵敏度、特异度及准确率分别为69.2%(9/13),57.1%(4/7),65.0%(13/20);宏基因组二代测序技术的灵敏度、特异度及准确率均高于常规脑脊液细菌培养,差异有统计学意义(P<0.05)(见表1)。

表1 分析宏基因组第二代测序技术灵敏度和特异度及准确率 单位:%

3 讨 论

正常状态下,中枢神经系统由于解剖结构和血脑屏障存在,会呈现一个相对封闭的环境,细菌等病原体较难进入和繁殖。但是神经外科手术会直接或间接破坏血脑屏障,导致颅腔和外界相通,使微生物极易进入颅腔并繁殖,从而引起严重的颅内感染。所以早期明确病原菌和尽快采取合适的抗生素对降低感染病死率、改善预后尤为重要[3]。脑脊液细菌培养是当前常用的诊断依据,具有经济简便、容易开展等优势,但是检测时间较长,影响治疗。宏基因也称元基因组,利用新一代高通量测序技术(NGS)以特定环境下微生物群体基因组为研究对象,在分析微生物多样性、种群结构、进化关系的基础上,进一步探究微生物群体功能活性、相互协作关系及其与环境之间的关系,发掘潜在的生物学意义。与传统微生物研究方法相比,宏基因组测序技术规避了绝大部分微生物不能培养、痕量菌无法检测的缺点,因此近年来在环境微生物学研究中得到了广泛应用。宏基因组二代测序技术是以聚合酶链式反应为基础,非靶向检测样本中存在的细菌、真菌、寄生虫等病原体,具有高通量等特点[4]。宏基因组二代测序技术检测时间较短,不会受到抗生素治疗影响。宏基因组二代测序技术检测已经成为多个感染领域的研究热点[5-6]。近几年开始研究其在中枢神经系统感染中的应用情况。研究[7-8]发现,基因组二代测序技术在感染病原学诊断中准确率较高。本研究旨在分析宏基因组二代测序技术在神经外科颅内感染病原学诊断中的应用价值。结果发现, 宏基因组二代测序技术的灵敏度、特异度、准确率均高于常规脑脊液细菌培养,差异有统计学意义。综上所述,宏基因组二代测序技术在神经外科颅内感染病原学诊断中具有一定价值,诊断效能优于细菌培养,值得临床重视。

宏基因组二代测序对于确诊颅内感染及明确病原菌有重要作用,可以给临床医生提供抗感染治疗的方案,但其敏感性高,结果可能出现很多病原菌,有时难以明确致病菌,需要临床医生判断。目前结果阳性判定尚无统一标准,不同病原体序列数要求不同[9-10],区别污染、背景微生物序列尤为重要。而且其只能明确病原菌,无药敏结果,临床治疗中一般多采用脑脊液培养结合宏基因组二代测序,希望宏基因组二代测序能提供更高的灵敏度及药敏结果,更好地服务临床,为患者的治疗和预后提供更多帮助。