临床应用 / 神经科
双剑合璧--mNGS和自身免疫性脑炎抗体检测
发布时间:2019-01-09
中枢神经系统(CNS)感染是中枢神经系统的常见疾病之一,多种病原体,如细菌、真菌、病毒、支原体等均可侵犯中枢神经系统实质、被膜及血管等引起急性或慢性炎症性(或非炎症性)疾病。根据受累部位可分为脑炎(主要侵犯脑和脊髓实质)、脑膜炎(主要侵犯脑膜)和脑膜脑炎(脑实质与脑膜合并受累)。CNS感染途径主要有血行感染、直接感染(穿透性颅外伤或临近组织感染后病原体蔓延进入颅内)以及神经干逆行感染,如单纯疱疹病毒感染、狂犬病等。引发的常见临床症状有发热、头痛、意识障碍、抽搐、脑膜刺激症以及局限性神经损害等。如何快速实现致病病原体的精准检测,是临床上进行该类疾病诊疗的关键。
中枢神经系统感染性疾病分类
CNS感染的诊断高度依赖于临床医生的经验,医生需要根据患者的临床症状、流行病学数据、诊断指南等预先判断高度可疑的病原体,再进行PCR、体外培养或血清学实验。脑脊液的病原学检查是目前CNS感染诊断的金标准,据研究统计,约70%患者因传统检测方法无法确定病原体信息,未得到及时有效地救治,从而贻误病情或使病情恶化。因此,快速、特异且高通量的病原体检测方法,对有效诊断和及时防治感染性疾病具有重要的意义。
病原体宏基因组测序技术流程
随着高通量测序技术的发展,病原体群体基因组研究逐渐走入临床。宏基因组的二代测序技术(mNGS)就是基于高通量测序技术,通过直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,构建宏基因组文库,利用基因组学的研究策略研究样本中所包含的全部微生物的遗传组成及其群落功能,具有快速检测、高特异性、高通量等诸多优势,尤其可解决临床上不明原因的CNS感染,同时还可发现许多未知致病病原体。mNGS研究的对象是特定样本中的总DNA,而不是某特定的病原微生物或其细胞中的DNA,不需要对微生物进行分离培养和纯化,与传统检测方法相比犹如用渔网捕鱼和用鱼竿钓鱼,即可将“致病菌、定植菌、罕见菌及未知菌”统统收入渔网,经过mNGS撒网式的筛查,经由报告解读专家和临床专家共同协作最终确认病原体,明确诊断。
脑脊液宏基因组入组检测(1)主要标准:新发精神症状,意识水平下降或障碍、嗜睡,抽搐,不自主运动,性格改变等持续存在≥24 h,合理地除外其他原因;如癫痫病史,既往癫痫所致或单纯性热性惊厥等。(2)次要标准:①起病前或起病后72 h内记录到体温≥38℃发热;②新出现的神经系统局灶性表现;③腰穿CSF白细胞≥5×106/L或脑脊液细胞学计数>600;④影像学脑实质病灶提示脑炎;⑤脑电图异常,提示脑炎,除外其他原因所致(中毒,代谢性脑病)等。对于怀疑脑炎和可能的脑炎病例,推荐常规进行自身免疫性脑炎相关抗体筛查和脑脊液病原微生物宏基因组DNA检测。
欧蒙医学检验实验室推出病原微生物宏基因组DNA检测项目,主要针对CNS感染疾病,完全覆盖了NCBI数据库中基因组序列完整的7000余种微生物,实现微生物的种属鉴定。使用自主开发的自动化生物信息学分析流程,严格质控过滤假阳性微生物,准确实现致病微生物精准检测。
针对脑脊液样本的特殊性,欧蒙优化了脑脊液样本中核酸提取和建库的方法,建库测序的成功率达100%,平均测序数据量超20M序列数,其中微生物序列数占比平均超5%,大大提高了检测灵敏度。
解决宏基因组测序“噪音大”的问题,欧蒙创新性地采用“空白对照”和“内参”的实验设计,并通过机器学习算法动态建立每一种病原体的检测阈值,结合多种质控手段有效过滤并排除大多数环境菌的干扰,以保证结果报告的准确性。