正值青年颅内感染，送检华大发现竟然是… | PMseq探案

Part 1

临床案例分享

2021年2月18日，年仅29岁的小吴 (化名，男性) 因“纳差9天，胡言乱语3天，发热 (体温37.5℃)、间歇抽搐”，入住孝感市中心医院神经内科。临床初步诊断为颅内感染引起的发热以及电解质紊乱等。使用抗感染药物 (美罗培南、盐酸万古霉素、阿昔洛韦) 4天后，小吴仍无明显的好转。

为进一步确定病因，22日医生给小吴进行了腰穿并进行了多种常规病原学检测，包括结核感染T细胞检测、曲霉菌半乳甘露聚糖检测、 真菌 (1-3)-β-D葡聚糖检测、隐球菌荚膜抗原检测等，但结果均为阴性，并未找到有利的证据。

与此同时，医生将脑脊液送检华大基因，进行了PMseq-DNA中枢神经系统感染病原微生物高通量基因检测，结果检测到结核分枝杆菌复合群124条reads。同时，华大基因还进行了结核分枝杆菌鉴定及利福平/异烟肼耐药基因检测，检测结果显示：结核分枝杆菌检测结果阳性；利福平耐药基因检测结果不耐药；异烟肼耐药基因检测结果耐药。

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医生综合华大基因病原体核酸检测结果以及核磁结果，予以抗结核药物进行针对性治疗。小吴的精神行为异常逐渐好转了，头痛逐渐改善了，抽搐也得到了控制，体温逐渐降至正常。医生在2月28日和3月20日的两次脑脊液培养中未发现明显的致病微生物，在3月8日颅脑核磁中发现有可能是结核引起的双侧额顶叶、小脑右侧散在的感染性病灶。后续小吴转到了武汉肺科医院，加用了抗结核二线药物治疗，目前已经能够正常地生活。

Part 2

关于结核病

结核病是由结核分枝杆菌侵入人体后引起的一种具有强烈传染性的慢性消耗性疾病，不受年龄、性别、种族、职业、地区的影响，人体许多器官、系统均可患结核病，其中以肺结核最为常见，俗称“肺痨”。结核病患者通过咳嗽等，将细菌排入空气中，造成结核病传播，它是可预可治的疾病。历史上，结核病曾与天花、鼠疫和霍乱等传染病一样，在全世界范围内广为流行。

目前全球每天有超过4,100人因结核病丧生、近2.8万人感染。

图片来源：世界卫生组织网站

我国是全球30个结核病高负担国家之一。据2000年全国结核病流行病学抽样调查数据显示：全人口结核感染率为44.5%，主要集中在25岁及以上人群；每年约有13万人死于结核病，死亡平均年龄为55.2岁。

《中华人民共和国传染病法》将结核病列为乙类传染病。2001年7月我国卫生部制定的现行的结核病分类标准 (WS 196—2001)，将结核病分为原发性肺结核、血行播散性肺结核、继发性肺结核、结核性胸膜炎以及其他肺外结核五大类。其他肺外结核是发生在肺部以外各部位结核病称为肺外结核。常见有：淋巴结核、结核性脑膜炎、结核性腹膜炎、肠结核、肾结核、附睾结核、女性生殖结核、骨关节结核等。

*结核分枝杆菌复合群 (Mycobacterium tuberculosis complex) 是一类基因组高度相似、可引起结核病的分枝杆菌。该复合群包括结核分枝杆菌 (Mycobacterium tuberculosis)、牛分枝杆菌、非洲分枝杆菌、田鼠分枝杆菌、卡内蒂分枝杆菌、羚羊分枝杆菌、山羊分枝杆菌、鳍脚分枝杆菌、獴分枝杆菌；其中结核分枝杆菌、牛分枝杆菌、非洲分枝杆菌为引起人类结核病的主要病原菌。该复合群中的结核分枝杆菌即临床中常说的人型结核分枝杆菌。

*结核分枝杆菌 (Mycobacterium tuberculosis，MTB) 简称“结核杆菌 (tubercle bacilli)”，是人类结核病的病原体，是专性需氧的一类细菌，抗酸染色阳性。

Part 3

基因科技助力结核病精准诊疗

目前实验室检测结核分枝杆菌的方法主要包括涂片、结核培养、快速分子检测技术 (PCR)、宏基因组测序 (mNGS)等。但传统涂片法阳性率较低，培养法通常需要两到八周的时间。新的分子检测技术有助于结核病的早期发现和及时治疗。中山大学附属第五医院感染病防治中心丁立教授团队探讨了肺泡灌洗液 (BALF) 中mNGS诊断肺结核的价值，结果显示mNGS和常规检测联合可以将早期检出率提高到79.6%，且不受既往3个月内使用抗结核药物的影响；同时有利于混合感染的诊断，可助力疑似结核病的诊断和鉴别^[1]。同济大学附属上海市肺科医院结核科闫丽萍教授团队比较了mNGS对不同类型的结核病 (肺结核与肺外结核) 及与不同诊断方法诊断效率的差异，研究显示mNGS在肺外结核的阳性率为 (62%，40/65)，显著高于涂片法 (5%，3/65)、PCR法 (31%，20/65) 及培养法 (18%，12/65)^[2]。

综上，PCR和mNGS技术对肺结核和肺外结核的检测灵敏度均较高，都高于传统的涂片和培养，但在肺外结核上mNGS的检出率比PCR更高，可以更好的助力肺外结核的精准诊断。

华大基因PMseq病原微生物高通量基因检测采用宏基因组测序技术，通过微生物专用数据库PMDB比对和智能化算法分析，无偏性的检测细菌、真菌、病毒、寄生虫等17,500种病原体，获得疑似致病微生物的种属信息，可以显著提高病原诊断阳性率，指导临床靶向使用抗生素，实现感染的精准诊断。

技术平台：MGISEQ-2000；

适用人群：疑难危重特殊感染

· 疑难感染快速查因

· 危重感染早期诊断

· 免疫缺陷感染精准筛选

从使用抗结核药物治疗结核病开始，就出现有关结核病耐药的报道。抗结核药物已经使用了几十年，接受调查的每个国家都有关于对一种或多种药物产生耐药性的菌株记录。根据WHO指南，为发现耐多药/耐利福平结核病，需要对结核病进行细菌学确认，并使用快速分子检测、培养方法或测序技术进行耐药性检测。

华大基因结核分枝杆菌鉴定及利福平/异烟肼耐药基因检测，采用PCR方法结合荧光探针的体外扩增检测技术，对结核分枝杆菌进行鉴定，同时定性检测导致利福平耐药的基因突变和异烟肼耐药的基因突变，协助诊断结核病并进一步了解患者所感染的结核分枝杆菌的耐药性，为临床用药指导提供辅助手段。

样本类型：痰液、脑脊液、肺泡灌洗液、胸水等

  结  语  

3月24日是第27个世界防治结核日 (World Tuberculosis Day)，今年主题是“为终止结核病投资 拯救生命”该日是为了纪念德国微生物学家罗伯特·科霍在1882年3月24日发表了他对结核病病原菌-结核分枝杆菌的发现，为结核病的诊治开辟了道路，也以此提醒公众加深对结核病的认识。

作为目前全球第二大传染病,结核病的诊断、控制及耐药问题是最具挑战性的问题之一，而耐药菌株，尤其是耐多药菌株对于结核病的防控及治疗尤为重要。宏基因组测序 (mNGS) 技术从基因组层面为结核分枝杆菌的鉴定提供了重要方法，对于感染性疾病快速明确诊断，及时提供耐药信息是有效治疗的基础和制定预防政策的关键依据，早日实现终止结核！

拓展阅读

参考文献：

[1]Liu X ,  Chen Y ,  H  Ouyang, et al. Tuberculosis Diagnosis by Metagenomic Next-generation Sequencing on Bronchoalveolar Lavage Fluid: a cross-sectional analysis[J]. International Journal of Infectious Diseases, 2020.

[2]Sun Wenwen,Lu Zhenhui,Yan Liping,Clinical efficacy of metagenomic next-generation sequencing for rapid detection of Mycobacterium tuberculosis in smear-negative extrapulmonary specimens in a high tuberculosis burden area.[J] .Int J Infect Dis, 2021, 103: 91-96.