
近日,“中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病的腦脊液宏基因組學(xué)第二代測序應(yīng)用專家共識”在《中華神經(jīng)科雜志》發(fā)布。
該共識由中華醫(yī)學(xué)會神經(jīng)病學(xué)分會感染性疾病與腦脊液細(xì)胞學(xué)學(xué)組組織撰寫,西北大學(xué)醫(yī)學(xué)院趙鋼教授,首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院王佳偉教授,中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院關(guān)鴻志教授為通信作者,從mNGS應(yīng)用概況,臨床適應(yīng)證和送檢時(shí)機(jī),標(biāo)本的管理、檢測、報(bào)告及實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控,報(bào)告的臨床解讀等方面提出了規(guī)范化意見。
本次共識的發(fā)布,對于mNGS在中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染中的應(yīng)用指導(dǎo)意義重大,將進(jìn)一步推進(jìn)更加規(guī)范合理地應(yīng)用mNGS技術(shù),助力臨床CNS精準(zhǔn)診療。
一
mNGS的應(yīng)用概況
2014年,國際上開始報(bào)告使用mNGS診斷神經(jīng)感染病例[1]。2015年以來,腦脊液 mNGS在國內(nèi)逐漸應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病的診斷[2]。此后,國內(nèi)外開展了一系列隊(duì)列研究[5‑9],報(bào)告腦脊液mNGS檢出致病病原體的比例為15.7%~ 57.0%;在神經(jīng)感染病例中,mNGS與傳統(tǒng)病原學(xué)技術(shù)同時(shí)陽性的比例為22.5%~52.6%;此外,一項(xiàng)非前瞻性研究結(jié)果顯示,腦脊液mNGS在腦炎與腦膜炎診斷中的敏感度為73%,特異度為 99%[10];充分說明了腦脊液mNGS 對CNS感染性疾病病原診斷的實(shí)用性。我國在使用 mNGS 診斷神經(jīng)感染的技術(shù)進(jìn)展上與世界同步[11]。
二
臨床適應(yīng)證和送檢時(shí)機(jī)
(一)腦脊液mNGS適應(yīng)證
腦脊液 mNGS 主要適用于懷疑CNS感染性疾病患者的致病性病原體鑒定,包括病因未明的腦炎、腦膜炎(包括腦炎與腦膜炎疊加的腦膜腦炎)和腦膿腫等疾病的患者。
(二)腦脊液mNGS送檢時(shí)機(jī)
1
對于社區(qū)獲得性急性腦炎和腦膜炎,非重癥患者一般可以先開展腦脊液傳統(tǒng)微生物學(xué)檢查,仍不能明確病因時(shí)再送檢腦脊液 mNGS;必要時(shí)在首次留取腦脊液時(shí)預(yù)先將 2~5ml 腦脊液標(biāo)本保存于-20℃冰箱,若經(jīng)過腦脊液傳統(tǒng)微生物學(xué)檢查在3d內(nèi)未獲得明確的病原學(xué)證據(jù)且經(jīng)驗(yàn)性抗感染治療無效,建議對預(yù)留的腦脊液標(biāo)本進(jìn)行mNGS檢測。
對重癥患者建議首次腦脊液檢查即送檢mNGS;對于高度懷疑新發(fā)病原體[12‑13]、罕見病原體感染,而臨床缺乏其他可及的檢測方法時(shí),建議首次腦脊液檢查即送檢腦脊液mNGS。
對于醫(yī)院獲得性急性腦炎和腦膜炎,若經(jīng)過包括腦脊液傳統(tǒng)微生物學(xué)檢查在內(nèi)的系統(tǒng)性檢查(影像學(xué)檢查、實(shí)驗(yàn)室檢查)仍未能明確病因,且患者接受經(jīng)驗(yàn)性治療后無顯著好轉(zhuǎn),建議復(fù)查腦脊液,并送檢mNGS。
2
對于病因不明的慢性CNS感染性疾病患者,例如病因未明的慢性腦膜炎患者,首選腦脊液mNGS進(jìn)行檢測[14‑15]。
3
對于原發(fā)性免疫缺陷、粒細(xì)胞缺乏、艾滋病、服用免疫抑制劑等免疫功能缺陷的患者,由于病情復(fù)雜、進(jìn)展快、潛在的病原體種類繁多、存在新發(fā)病原體可能,建議首次腦脊液檢查即送檢mNGS[16‑17]。
4
臨床懷疑CNS感染患者的標(biāo)本一般送檢病原微生物DNA檢測;若臨床高度懷疑RNA病毒感染,例如不明原因的基底節(jié)腦炎,則需要加送病原微生物RNA檢測,但RNA病毒的腦脊液 mNGS 陽性率較低[14]。
推薦意見
對于病因不明、經(jīng)驗(yàn)治療效果不佳、重癥、免疫缺陷(抑制)的腦炎、腦膜炎和腦膿腫患者,建議送檢腦脊液mNGS。
三
標(biāo)本的管理、檢測、報(bào)告及實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控
標(biāo)本的質(zhì)量直接影響檢測結(jié)果及其同臨床診斷的符合度,是mNGS病原學(xué)診斷的關(guān)鍵因素。標(biāo)本管理相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)操作程序和標(biāo)本采集手冊應(yīng)該由實(shí)驗(yàn)室工作人員和臨床醫(yī)生共同討論確定。
(一)標(biāo)本類型
本共識主要基于腦脊液標(biāo)本。在腦脊液標(biāo)本檢測結(jié)果不能輔助診斷或者不能獲得腦脊液標(biāo)本,但是又高度懷疑CNS感染時(shí),建議采集腦組織活組織檢查(活檢)標(biāo)本或者血液標(biāo)本送檢,具體送檢流程可以咨詢檢測機(jī)構(gòu)。
(二)標(biāo)本信息
送檢標(biāo)本應(yīng)有送檢申請表,填寫受檢者信息,包括標(biāo)本唯一性編碼、采樣日期、采樣時(shí)間、患者個(gè)人基本信息、標(biāo)本組織類型、采樣單位和臨床資料等。收集標(biāo)本的容器上應(yīng)注明患者的唯一信息,通?砂z測編碼、受檢者的姓名、送檢科室和住院號等信息。醫(yī)護(hù)人員在采樣前需仔細(xì)核對患者信息。
(三)知情同意
標(biāo)本采集前主管醫(yī)生應(yīng)向患者或其監(jiān)護(hù)人或者委托人告知所檢測項(xiàng)目的目的、總體陽性率、優(yōu)點(diǎn)和局限性(有限的特異度與敏感度,可能出現(xiàn)假陽性或假陰性結(jié)果)、費(fèi)用(包括是否為自費(fèi))、預(yù)期報(bào)告時(shí)間、剩余標(biāo)本的去向及保存時(shí)間、臨檢標(biāo)本是否可匿名用于科研項(xiàng)目等,并告知mNGS以外的其他可選檢驗(yàn)項(xiàng)目,以獲得知情同意。在整個(gè)流程中,要注意保護(hù)患方的個(gè)人隱私。
(四)標(biāo)本采集
腦脊液標(biāo)本采集可以按照臨床腰椎穿刺常規(guī)操作方法。為減少標(biāo)本采集時(shí)的微生物污染,應(yīng)使用嚴(yán)格的無菌技術(shù),采集腦脊液時(shí)要充分消毒穿刺點(diǎn)及周圍皮膚[18]。盡量避免腦脊液標(biāo)本中混入血液。建議送檢第2管或者第2管之后的標(biāo)本,送檢量2~5ml,送檢前盡量減少對標(biāo)本的額外分裝[18]。
(五)標(biāo)本保存和運(yùn)輸
標(biāo)本保存管應(yīng)無菌、無消毒劑及防腐劑、無污染、密封性好、材質(zhì)透明以便于觀察。標(biāo)本采集后需要采用冷鏈運(yùn)輸;采集后4h內(nèi)開始檢測的標(biāo)本在2~8 ℃保存和運(yùn)輸;間隔時(shí)間長于4h短于1周的標(biāo)本在-20℃以下保存,干冰運(yùn)輸;間隔時(shí)間長于1周的標(biāo)本建議低于-70℃保存;標(biāo)本應(yīng)避免反復(fù)凍融,運(yùn)輸時(shí)避免劇烈震動(dòng)[18‑19]。標(biāo)本采集后應(yīng)及時(shí)送檢,轉(zhuǎn)運(yùn)標(biāo)本時(shí),應(yīng)按照國家有關(guān)生物安全標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識、包裝標(biāo)本,運(yùn)送過程符合生物安全規(guī)范的要求,嚴(yán)防外部微生物污染標(biāo)本,同時(shí)要防止標(biāo)本內(nèi)容物泄漏污染環(huán)境。
推薦意見
用于腦脊液mNGS的腦脊液標(biāo)本需要無菌獲取,冷鏈運(yùn)輸,避免污染。
(六)檢測與報(bào)告
1
腦脊液 mNGS檢測過程包括標(biāo)本處理、核酸提取、文庫制備、上機(jī)測序、數(shù)據(jù)處理、序列比對、人源序列去除、微生物注釋和報(bào)告[3]。整個(gè)檢測體系應(yīng)該有完整的質(zhì)量控制方案和參數(shù),用于比對和注釋的病原微生物數(shù)據(jù)庫應(yīng)該盡量完整、精確并定期更新,并需要對檢測流程的分析性能進(jìn)行確認(rèn),以保證檢測報(bào)告的準(zhǔn)確性[10,20‑22]。
2
mNGS 病原檢測報(bào)告需要符合《醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床實(shí)驗(yàn)室管理辦法(衛(wèi)醫(yī)發(fā)〔2006〕73號)》和《醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室基本標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范(試行)國衛(wèi)醫(yī)發(fā)〔2016〕37號》對檢測報(bào)告的要求,列出患者信息、標(biāo)本信息、檢測方法、檢測范圍、結(jié)果、檢測機(jī)構(gòu)與報(bào)告人信息等內(nèi)容。檢測報(bào)告需要有嚴(yán)格的發(fā)放和審核流程,以確保報(bào)告的及時(shí)、有效、正確和完整。
3
報(bào)告應(yīng)該列出微生物的特異性序列數(shù),在此基礎(chǔ)上建議列出基因組覆蓋度、相對豐度等指標(biāo),或者列出綜合多種指標(biāo)的參數(shù)并加以解釋(例如置信度)。特異性序列是指唯一匹配到某種微生物基因組的核苷酸序列,其檢出數(shù)量會受到微生物基因組大小、測序策略、標(biāo)本中微生物載量及其核酸提取難易程度、標(biāo)本中人源核酸比例等因素的影響。
4
報(bào)告的微生物應(yīng)該是符合陽性判斷標(biāo)準(zhǔn)(即高于報(bào)告閾值)的微生物,具體的陽性判斷標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一,可以在確定測序平臺、檢測流程、數(shù)據(jù)庫和生物信息分析方法后進(jìn)行設(shè)置。
(七)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控
mNGS 檢測主要包括實(shí)驗(yàn)操作與生物信息學(xué)分析兩部分。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)建立室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序(standard operating procedure)及質(zhì)量管理體系,并定期參加室間質(zhì)評與能力驗(yàn)證,并有持續(xù)的質(zhì)量保證和改進(jìn)計(jì)劃[23‑24]。
四
報(bào)告的臨床解讀
臨床需要綜合流行病學(xué)史、臨床表現(xiàn)、影像學(xué)、腦脊液學(xué)與血清學(xué)等檢查結(jié)果,對腦脊液mNGS檢測報(bào)告進(jìn)行解讀,盡量充分利用傳統(tǒng)的微生物鑒定方法驗(yàn)證mNGS結(jié)果。陽性結(jié)果解讀需要關(guān)注:微生物是否具有人類神經(jīng)系統(tǒng)侵襲性(嗜神經(jīng)性)的生物學(xué)特征,患者臨床表現(xiàn)是否和微生物的致病特性一致,報(bào)告微生物是否和其他病原學(xué)檢查結(jié)果一致。
(一)陽性結(jié)果的解讀
1
報(bào)告的微生物具有神經(jīng)侵襲性,且與臨床經(jīng)驗(yàn)診斷相一致,可初步確定其為責(zé)任病原體;腦脊液 mNGS 檢測到肺炎鏈球菌、腦膜炎奈瑟菌、單純皰疹病毒(HSV)1型、HSV2型、水痘‑帶狀皰疹病毒等病原體時(shí)多屬于這種情況[2,25]。
2
報(bào)告的微生物和傳統(tǒng)微生物檢查結(jié)果一致,表明其在樣本中存在,報(bào)告微生物是責(zé)任病原體的可能性很大。
3
當(dāng)腦脊液中檢出非人體定植菌且環(huán)境中不常見的微生物(例如單核細(xì)胞增生性李斯特菌[26]、豬帶絳蟲[27‑29]、廣州管圓線蟲[30‑32]、阿米巴[33‑34]等)時(shí),有可能是責(zé)任病原體,因此陽性報(bào)告就應(yīng)該考慮其致病可能。
4
某些微生物(例如結(jié)核分枝桿菌、諾卡菌、某些真菌)的生長特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)導(dǎo)致其核酸提取的難度較大,檢出的特異性序列數(shù)可能少,因此,陽性報(bào)告就應(yīng)該考慮其致病可能[35‑40];例如,結(jié)核分枝桿菌的特異性序列數(shù)可以低至1個(gè)[37],隱球菌的特異性序列數(shù)可以低至1~2個(gè)[35,38],白色念珠菌的特異性序列數(shù)可以低至6個(gè)[7]、單核細(xì)胞增生性李斯特菌可以低至8個(gè)[41],諾卡菌可以低至12個(gè)[36]。
5
部分DNA病毒可在CNS潛伏,陽性結(jié)果需要綜合臨床病情來判斷其是潛伏感染、病毒攜帶狀態(tài)還是活動(dòng)性感染。例如:腦脊液EB病毒核酸陽性,可以見于潛伏感染、活動(dòng)性感染、EB病毒相關(guān)淋巴細(xì)胞增殖性疾病以及EB病毒感染相關(guān)神經(jīng)免疫性病[42‑45]。
6
mNGS檢測出陽性微生物但是傳統(tǒng)微生物檢查結(jié)果陰性時(shí),需要根據(jù)檢出微生物致病特性,結(jié)合臨床綜合評估其致病可能。
7
報(bào)告微生物有可能來源于環(huán)境污染或者腰椎穿刺點(diǎn)附近皮膚定植,不同的患者和就診場所其微生物種類不同,臨床醫(yī)生可以和檢測機(jī)構(gòu)溝通確定各自的背景微生物,但是,在人體免疫功能受損時(shí),某些定植微生物也可能是致病菌。
8
若同一患者的同類標(biāo)本多次送檢,在檢測條件一致的情況下,同一種微生物序列數(shù)的變化可以輔助判斷療效[31,44]。
9
對于免疫功能缺陷的患者,易發(fā)生CNS機(jī)會性感染(JC病毒、CMV、隱球菌、弓形蟲等)[46‑48],且臨床表現(xiàn)不典型,要高度重視報(bào)告微生物的致病可能。
(二)陰性結(jié)果的解讀
陰性結(jié)果表明所有檢測到的微生物都不符合陽性判斷標(biāo)準(zhǔn),如果臨床醫(yī)生經(jīng)過綜合評估,對結(jié)果存疑時(shí),可以參考低于檢測閾值的微生物。
1
腦脊液mNGS陰性結(jié)果不能完全排除CNS感染性疾。划(dāng)腦脊液 mNGS檢測結(jié)果為陰性時(shí),首先排除因標(biāo)本采集、運(yùn)輸和保存不當(dāng)而造成的假陰性,如果臨床仍懷疑CNS感染性疾病,可復(fù)查傳統(tǒng)病原學(xué)檢測,或者擴(kuò)大病原體鑒別診斷的范圍,尤其是對mNGS檢測相對不敏感的病原體(如結(jié)核分枝桿菌和乙型腦炎病毒等),必要時(shí)再次送檢mNGS,可考慮送檢獨(dú)立第三方檢測機(jī)構(gòu)。
2
腦脊液微生物DNA檢測結(jié)果為陰性時(shí)需要考慮RNA病毒感染的可能,例如流行性乙型腦炎和新型布尼亞病毒腦炎等,建議送檢腦脊液微生物RNA檢測,并送檢RNA病毒相關(guān)的抗體檢測和PCR檢測。
3
腦脊液mNGS結(jié)果為陰性時(shí),臨床應(yīng)關(guān)注非感染性病因的可能性,包括自身免疫性腦炎、腫瘤、CNS血管性疾病等,進(jìn)一步完成相關(guān)檢查與鑒別診斷。
4
若患者近期內(nèi)曾有mNGS檢測陽性結(jié)果,在綜合臨床病情的基礎(chǔ)上,同種標(biāo)本相同病原體的復(fù)檢陰性結(jié)果可能提示臨床治療有效[7,40,49]。
(三)腦脊液mNGS檢測后的臨床應(yīng)對措施
1
對于確定的責(zé)任病原體,則展開針對性的目標(biāo)治療,如果已有經(jīng)驗(yàn)性抗感染治療用藥,責(zé)任病原體和預(yù)期判斷不同的則更換藥物或者停藥,和預(yù)期判斷一致的則可以繼續(xù)相關(guān)治療或降階梯治療;后續(xù)治療如果效果差,需要考慮病原體耐藥、基礎(chǔ)疾病、藥物劑量等原因。
2
臨床懷疑mNGS為假陽性結(jié)果時(shí),則需要根據(jù)不同病原體鑒定的具體方法,選用一代測序、抗體或者抗原血清學(xué)檢測、培養(yǎng)、腦脊液細(xì)胞學(xué)和腦活檢病原體染色等技術(shù),進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證;對于檢出的罕見微生物,需要查閱文獻(xiàn),從各方面綜合判斷證實(shí)其致病性;仍不能驗(yàn)證或者排除的,可以進(jìn)行診斷性治療。
3
對于mNGS首次在人體標(biāo)本中檢測到的動(dòng)物源性微生物,要高度重視其作為人類新發(fā)CNS感染性疾病病原體的可能,綜合臨床流行病學(xué)調(diào)查、臨床表現(xiàn)、病原學(xué)驗(yàn)證(核酸檢測、抗原抗體檢測、病理學(xué)檢查、病原分離培養(yǎng)、動(dòng)物接種等)等結(jié)果來判斷,必要時(shí)需要上報(bào)疾病預(yù)防控制中心等管理部門。
4
如果mNGS檢測結(jié)果陰性,但檢測之前的經(jīng)驗(yàn)性抗感染治療有效,則不能因?yàn)閙NGS陰性結(jié)果而終止有效的經(jīng)驗(yàn)性抗感染治療。
5
對于mNGS檢測結(jié)果和臨床表現(xiàn)不符合的患者,需要評估患者的免疫功能是否受損,送檢外周血淋巴細(xì)胞亞群和免疫球蛋白等,協(xié)助判斷是否是致病微生物。
推薦意見
腦脊液mNGS檢測到具有神經(jīng)侵襲性病原體,如果與患者臨床表現(xiàn)高度符合則可以被認(rèn)為是確定的責(zé)任病原;腦脊液 mNGS 結(jié)果陰性時(shí),臨床應(yīng)關(guān)注非感染性病因的可能性,完善相關(guān)檢查與鑒別診斷。
總結(jié)
經(jīng)過不斷的技術(shù)優(yōu)化、臨床應(yīng)用研究與經(jīng)驗(yàn)積累,腦脊液mNGS已經(jīng)成為CNS感染病原學(xué)鑒定的重要實(shí)用技術(shù)[50]。我們希望本共識能夠幫助臨床醫(yī)生更合理、更規(guī)范地應(yīng)用腦脊液mNGS并解讀檢測結(jié)果,提升mNGS在CNS感染中應(yīng)用的精準(zhǔn)性[20]。針對不同的患者和標(biāo)本特點(diǎn)采用不同的檢測流程并標(biāo)準(zhǔn)化,根據(jù)不同醫(yī)院的微生物分布特點(diǎn)實(shí)施不同的分析策略,可能是未來CNS感染精準(zhǔn)病原學(xué)檢測的方向,學(xué)組也將持續(xù)開展腦脊液mNGS研究,總結(jié)研究成果,跟進(jìn)國內(nèi)外研究進(jìn)展,適時(shí)更新共識。
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