前沿文献｜mNGS在骨关节NTM感染诊断中的应用价值

导 读

非结核分枝杆菌(nontuberculous mycobacterium,NTM)引起的骨关节感染病理特征不典型，难以与化脓性细菌感染、结核杆菌感染进行区分；传统培养阳性率低，且培养时间至少需要5-7天，而常用的广谱抗生素以及抗结核药物无法有效地治疗NTM感染。因此，对NTM骨关节感染进行准确的病原学诊断，对于提高治疗效果至关重要。福建医科大学附属第一医院张文明主任团队在《中华创伤骨科杂志》发表了一篇mNGS在NTM导致的骨关节感染诊断中应用价值的文章。该研究中所有骨关节感染患者均先采用传统培养，再根据mNGS筛选出病原学检测结果为NTM后进行优化培养，并对比了传统培养、mNGS和优化培养的检测差异。结果显示，对于NTM引起的骨关节感染，传统的培养方法阳性率较低，mNGS技术可以快速、准确的进行NTM病原学精准诊断，尤其对于快生长型NTM，通过优化培养策略，可获得阳性培养结果，并指导临床调整治疗。

研

究

方

法

回顾性分析2014年1月至2019年10月期间福建医科大学附属第一医院就诊的119例骨关节感染患者，最终纳入确诊为NTM感染的12例患者。所有NTM标本均按传统方法学培养并进行mNGS检测(采用华大BGISEQ-500测序平台)，术前或术中mNGS提示非结核分枝杆菌，则根据类型延长其培养时间，快生长菌延长至１周，慢生长菌延长至２-12周不等。

研

究

结

果

本研究总共筛选119个骨关节感染病例，最终纳入12例mNGS结果为NTM感染的患者(２例 PJI感染，２例为内固定术后感染，８例为原发性骨关节感染)。其中快生长型7例，慢生长型5例。

1

初次培养结果  

7例快速生长型NTM中，术前初次培养出2例，分别为例9脓肿分枝杆菌和例12偶发分枝杆菌。而5例慢生长型NTM培养均未检出。初次培养阳性率共计16.7%(2/12)(见表1)。

（表1）

2

优化后培养结果

优化培养阳性率共计66.7%(8/12)(见表1)。7例快速生长型NTM培养阳性率100%(7/7)，其中例6多次培养后鉴定为NTM但鉴定不到具体菌种，根据mNGS检出的休斯顿分支杆菌调整治疗后切口顺利愈合。5例慢生长型NTM阳性率20%,例4为海分支杆菌(1/5)，其中例1 mNGS检出哥伦比亚分支杆菌而多次培养阴性的案例中，根据mNGS结果给予口服克拉霉素+乙胺丁醇 +利福平；继续用药５个月，各项炎症指标在正常范围之内，予翻修植入新假体；目前随访10个月，功能良好，未见感染复发(见图1)。

（图1）

研

究

结

论

1. NTM感染具有与结核感染相似的临床症状，在无菌种鉴定的情况下，可被误诊为结核感染。而且，NTM感染容易发生于合并其他免疫异常疾病或长期使用免疫抑制药物的患者，宿主自身清除感染能力较弱。而NTM又对常见的抗生素及抗结核药物大多耐药。因此，如果诊断错误，NTM感染治愈率较低。获得病原学结果对于NTM感染的治疗至关重要。临床检验采用的基因芯片、质谱等常规分子诊断方法，由于无法及时更新数据，常常无法检出罕见菌种。在常规培养及分子诊断方法无法精准诊断时，可以考虑采用mNGS检测。

2. 骨关节感染时，经常无法获得充分的关节液样本，而组织样本较容易获取,由于组织样本中人源核酸的污染，常规的分子诊断手段多数需要采用关节液样本提取病原体核酸以避免干扰，mNGS样本类型不受限的优势，使其更适用于临床样本不足时的检测。

3. 快速生长型NTM培养时间通常为1周左右，慢生长型NTM则为２-12周，而常规实验室的临床样本出于临床资源占用的考虑，通常培养３-５天出现阴性结果后就停止培养，使NTM的培养阳性率更低。而mNGS的检测通常2天就可获得结果，此时通常NTM样本还处于培养流程中。因此，我们通过mNGS的结果，可以及时调整培养策略，延长培养时间，进而提高培养阳性率。

4. 普通细菌培养方法或常规分子诊断方法，只能针对特定菌种进行鉴定，很可能发生漏诊。mNGS技术在混合感染诊断上展现其高度敏感性，可以无偏性的鉴定所有可能存在的病原。特别是普通培养阴性，一般抗生素治疗效果不佳时，mNGS可以作为一种快速、准确的的诊断方法。

参考文献：

王度，方心俞，吴百健，黄子达，张超凡，李文波，张文明.  宏基因组二代测序技术在非结核分枝杆菌骨关节感染诊断中应用价值的初步报道. 中华创伤骨科杂志, 2021,23(7): 577-582.

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