【文献速递】mNGS通过脑脊液快速诊断HIV阴性人群中的结核性脑膜炎
发布时间:
2021-09-15
mNGS作为一种新型检测传染性疾病病原体的方法已被广泛应用,但其在结核性脑膜炎(TBM)中快速诊断的价值尚未在大样本基础上得已证明。此次研究对51名疑似TBM且血清HIV均为阴性的患者,进行了回顾性分析,对他们的脑脊液(CSF)样本进行了mNGS和其他四项检测。通过此研究mNGS检测CSF 中TBM具有较高的敏感性、特异性和PPV。CSF细胞数和蛋白质定量明显增加的患者,NGS检测到MTB阳性的可
mNGS通过脑脊液快速诊断HIV阴性人群中的结核性脑膜炎
DOI:10.1016/j.ijid.2020.04.048
研究背景
结核病(TB)是十大死因之一,也是世界头号传染病杀手,在2018年有150万的死亡与结核病有关。通常由结核分枝杆菌(MTB)引起肺部感染(肺结核,PTB),但也可以引发其他部位感染(肺外结核)。结核性脑膜炎(TBM)是最致命的结核病感染形式,一半以上的患者会发生残疾或死亡。但是通过及时诊断和治疗,大多数死亡是可以避免的。
传统的TBM 诊断"金标准 "—分支杆菌培养,其敏感性较差且耗时长,所以快速诊断十分困难。尽管核酸扩增试验(NAATs)是快速的,但在脑脊液(CSF)中却不够敏感。一些TBM患者来就诊时已处危重状态,甚至是昏迷状态,TBM的诊断通常取决于临床特征以及综合判断的经验性治疗,而不是精准的诊断证据。一些病毒性脑膜炎(VM)和细菌性脑膜炎(BM)的病例与TBM相似,可能会被误诊为结核病。因此,在CSF中精准诊断结核至关重要。
近年来,mNGS迅速兴起,可以对微生物DNA进行测序,能够从胸水、CSF、痰液、尿液和血液等标本中直接检测病原微生物。基于CSF不是一种容易被污染的检测标本,mNGS有可能被用作从未确诊病例中识别CSF中MTB的一线诊断工具。然而应该指出的是,mNGS检测脑脊液中MTB的临床经验和性能相对有限。
研究目的
mNGS已经作为一种新的方法被应用于检测传染性疾病病原体,但其在快速诊断结核性脑膜炎(TBM)方面的价值尚未在大样本中得到明确。
研究对象
本项研究,作者回顾了2017年1月至2018年12月期间上海肺科医院收治的51例临床疑似TBM患者,采用CSF标本通过AFB(抗酸杆菌)、MGIT 960培养、RT-PCR、Xpert MTB/RIF和mNGS检测相比,确定mNGS的诊断性能。
研究方法
1. 受试者和样本收集
2017年1月至2018年12月,上海肺科医院共招募了51名疑似TBM患者,所有患者的血清HIV均为阴性。根据最初的腰椎穿刺或脑成像结果出现提示TBM的症状、体征和影像学检查结果被认为是疑似TBM患者。所有这些患者的CSF样本都是在治疗前通过腰部穿刺收集。CSF样本在4,000g下离心15分钟,并储存在-20 ℃。
2. 实验方法
对51例疑似TBM住院患者的脑脊液检测进行了回顾性分析。
研究结果
1. 临床特征
在51名参与者中,45人被诊断为TBM。其中男性36人,女性9人,中位年龄34岁。6人被诊断为非TBM,包括病毒性脑膜炎(n=2),真菌性脑膜炎(n=3)和代谢性脑病(n=1)。6例非TMB患者中,男性5例,女性1例,中位年龄为34.5岁(table1)。在TBM组中,31人的CT显示为乳头状血源性肺结核;40人的QFT-GIT阳性,6人的痰涂片或MTB培养阳性,36人的MRI显示为颅内结核瘤。
我们进一步根据共识对TBM进行诊断,将所有参与者进行分类:38个确诊TBM患者,5个疑似TBM患者(诊断分数≥10和CSF分数≥2),2个可能TBM患者(总诊断分数6-9),6个非TBM包括2个病毒性脑膜炎,3个真菌性脑膜炎和1个没有TBM证据患者(figure 1)。
51名患者中,mNGS检测CSF样本有41例(80.39%)出现病原学阳性,其中38例MTB检测阳性和3例真菌检测阳性。在45名最终被诊断为TBM的患者中,包括确诊、疑似和可能病例,其中38人(84.44%)经CSF mNGS检查为阳性并得到诊断。以最终诊断为参考标准,mNGS检测CSF中TBM的敏感性、特异性、PPV、NPV分别为84.44%、100%、100%、46.15% ;在38例确诊病例中,mNGS检测结果均为阳性;mNGS对CSF诊断的敏感性、特异性、PPV、NPV都是100%(table 2)。在5个疑似病例中,有2个mNGS结果阳性。在2个可能的病例中,有1个mNGS结果阳性。
3.比较NGS与AFB、MGIT 960、RT-PCR和Xpert MTB/RIF最终诊断效率
在所有TBM病例中,mNGS的敏感性明显高于AFB、MGIT 960、RT-PCR和Xpert MTB/RIF。CSF所有检测中特异性均达到100%(table 3)。
在确诊病例中,mNGS的敏感性显著高于AFB、MGIT 960、RT-PCR和Xpert MTB/RIF。脑脊液中所有检测的特异性均达到100%(table 4)。
5. 脑脊液mNGS检测MTB阳性与临床检测的相关性分析
ROC曲线显示,CSF蛋白和CSF细胞数对预测mNGS阳性结果有价值。CSF蛋白定量与NGS阳性结果呈正相关;蛋白质定量越高,NGS阳性率就越高。CSF细胞数与NGS阳性结果也呈正相关,CSF细胞数越多,NGS阳性率越高。然而,患者是否患有粟粒性肺结核和CFS ADA计数并不影响mNGS对MTB的阳性检出(figure 2)。
研究结论
1. 在本研究中,mNGS对TBM的诊断敏感度最高,为84.44%,其次是Xpert MTB /RIF(40%)、RT-PCR(24.44%)、MGIT960培养(22.22%)和AFB涂片(0%)。
2. 本研究发现,mNGS在TBM的诊断中具有较高的敏感性、特异性和PPV。患者的CSF细胞数和CSF蛋白与mNGS阳性结果成正相关。
综上所述,与其他四种检测方法相比,mNGS是检测MTB最敏感的方法(84.44%)。如果经济条件允许,mNGS可作为TBM一线诊断工具。
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