文献解读宏基因组在尿路感染诊断和靶向

以往大家都觉得尿液是无菌的,随着基因组学技术的突飞猛进,现在尿道内有细菌群落的知识已经被广泛认可。

宏基因组学技术可以用于微生物群落的研究,当然也可以用于临床。本文讨论了宏基因组学是如何应用于尿路感染的诊断和治疗的[1]。

照例,小编没有兴趣逐字翻译,只挑大家想看的。

尿路感染

文章中使用了一个案例来说明NGS相对于传统培养+药敏试验(cultureandsensitivity,CS)、单重/多重PCR检测的好处。

患者情况如下:

82岁,女性,复发性尿路感染,每年超过三次

第一次尿失禁后注射肉毒杆菌

排尿困难,白天10-12次,晚上4-5次,耻骨疼痛、发冷、冷颤、轻度发热

将尿液分别送C&S、单重PCR、多重PCR、NGS不同方法进行检测

检测结果显示,C&S和单重PCR方法获得较高一致性,检测出高负荷的大肠杆菌;多重PCR方法可以识别到额外的葡萄球菌。然而,NGS结果显示,主要病原体是脆弱拟杆菌Bacteroidesfragilis,它的丰度为50%,而大肠杆菌为48%。

另外,在药敏试验中,C&S、单重PCR和NGS均显示氟喹诺酮和β-内酰胺类抗生素的耐药,但由于多重PCR引物设计问题,未检测出氟喹诺酮耐药基因,因此检测方错误推荐了氟喹诺酮。最后,患者采用了克林霉素mgbid,和万古霉素mgq6h共14天给予靶向抗菌治疗,辅助药物为益生菌,蔓越莓提取物和d-甘露糖。至第5天时,患者症状消退,14天时所有症状消失,随后的尿液DNA证明大肠杆菌低负荷,其它病原体检测不到。

因此,在这个案例中,基于NGS方法的诊断影响了最后抗生素治疗方案。

文章中还列举了其它几项小规模试验的文章,均显示了培养阴性但NGS阳性(尤其是厌氧菌感染)的患者,进行针对性抗生素治疗后症状都得到了显著改善。

前列腺疾病

目前认为,慢性前列腺炎和前列腺癌的发生具有密切联系。

在诊断时,NGS测序方法有以下几方面应用:

直肠穿刺活检前的预防

会使用经直肠穿刺活检,但这样容易把直肠中的菌带入前列腺,造成更严重的感染。因此,在术前需要使用抗生素。文章提到三种策略:标准(环丙沙星)、加强(环丙沙星+庆大霉素)、靶向(环丙沙星+特定药物)。其中,靶向是指用NGS方法,从直肠拭子样本获得病原体信息,指导抗生素的使用

前列腺癌病人的尿液

Shrestha等使用NGS测序分析了份尿样,认为前列腺癌和正常病人的尿液微生物没有显著区别。尽管如此,还是发现前列腺癌病人中存在一些不可培养的厌氧球菌,可能是导致慢性前列腺炎的病因[2]

前列腺癌病人肠道微生物

讨论肠道菌群和前列腺癌的关系,小编认为临床意义暂时不大

前列腺癌组织中的微生物

同样,临床意义暂时不大

慢性骨盆疼痛综合征

慢性骨盆疼痛综合征(Chronicpelvicpainsyndrome,CPPS)在前列腺炎病例中可占绝大多数,患者可有尿路相关症状和性功能障碍,但没有细菌感染。到目前为止,病因尚未得到很好的理解,并且认为存在异质性。Shoskes等研究了肠道微生物与CPPS的关系,认为CPPS患者肠道微生物多样性较低。此外,该类患者存在少量普氏菌属,可能作为生物标志物和未来治疗靶点。

看起来好像暂时也没太大用。

急迫性尿失禁

列举了一些研究,说明了微生物多样性的减少与急迫性尿失禁相关症状恶化之间存在正相关关系。乳酸杆菌数量较少的女性患者可能更容易患上治疗后尿路感染。这个凸显了女性尿道微生物菌群生态的重要性,男性貌似就……没太大用了。

神经源性膀胱

一项研究称,健康人尿液中乳酸杆菌和棒状杆菌的含量较高,而神经源性膀胱疾病患者存在较高水平的埃希氏菌,肠球菌和克雷伯氏菌。

另一项研究对13名患者小样本的尿液NGS结果进行了讨论,大多数患者具有高细菌负荷,在9/13样品中检测到不同抗生素的抗性基因,其中6个具有多药耐药基因。值得注意的是,其中3名患者C&S方法没有检测到NGS发现的病原菌,其中2名是真菌。

NGS测序应用挑战

采样、实验、分析的标准化

正常和尿路感染人群的细菌、真菌基线值

更专业的基因组比对数据库

云存储、患者隐私等问题

小结

文章小结如下:

NGS测序技术尚处于早期阶段,其应用还需要尝试、多多讨论

NGS具有个性化健康管理的潜力:对无症状人群辨明微生物组后,预测尿路感染可能性,并提出切实有效的抗生素用药方案

小编认为,目前宏基因组技术(国内喜欢称为mNGS)尚处于起步阶段,研究和应用方向多见于(1)感染病原的直接检测,以及(2)肠道微生物菌群检测。对于前者,小编认为是目前需要重点







































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