מחקר פורץ דרך בן שבע שנים חושף כיצד רצף מטאנומי מציע גישה מדויקת ומקיפה יותר לאבחון זיהומים קשים של מערכת העצבים המרכזית – איתור פתוגנים שהבדיקות המסורתיות מתעלמות לעתים קרובות.
מחקר: ביצוע שבע שנים של בדיקת רצף מטאנומית קלינית מהדור הבא לאבחון של זיהומים במערכת העצבים המרכזית. קרדיט תמונה: Kateryna Kon / Shutterstock
במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת רפואת טבעחוקרים ניתחו את הביצועים של שבע שנים של בדיקות רצף מטאגנומי של הדור הבא (mNGS) כדי לאבחן זיהומים במערכת העצבים המרכזית (CNS). דלקת המוח, דלקת קרום המוח ומיאליטיס הקשורים לזיהומים במערכת העצבים המרכזית עלולים לגרום למחלות קשות ומסכנות חיים. עיכובים באבחון ובטיפול שלהם נקשרו לתחלואה ותמותה גבוהים יותר. mNGS קליני הופיע כגישה מקיפה לאבחון מחלות זיהומיות, המאפשרת זיהוי של חיידקים מגוונים מבלי להתמקד בפתוגן ספציפי מראש. שיטה נטולת השערות ואגנוסטית זו יכולה להיות שימושית במקרים של זיהומים במערכת העצבים המרכזית שעבורן קשה להשיג שיטות פולשניות כמו ביופסיה מוחית ודגימות מוגבלות של נוזל מוחי (CSF).
בדיקת mNGS קלינית של אוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו (UCSF) פותחה כמבחן רצף מטאנומי של DNA/RNA מאומת בשנת 2016. מחקרים קודמים הראו ש-mNGS יכול להגביר את התפוקה האבחנתית, לספק מידע בר-פעולה במקרים של חשד לזיהומים במערכת העצבים המרכזית.
א,ב, הפצת מבחנים לפי מדינה (א) ובעולם (ב). בסך הכל בוצעו 4,075 בדיקות mNGS מדגימות CSF שנאספו מארצות הברית, כאשר קליפורניה היא מצב המוצא השכיח ביותר (n = 2,420 דגימות). מעבדות ייחוס כגון Associated Regional and University Pathologists, Inc., Labcorp ו-Mayo Clinic (n=722) מקבלים בדיקות ממספר מדינות, כך שלא ניתן לעקוב אחר מיקומן של דגימות בודדות ולכן אינן נכללות מהנתון. 14.8% (n = 715) מהדגימות נשלחו מבתי חולים לילדים. ג, מספר הבדיקות שבוצעו לפי שנה ומספר התוצאות החיוביות, לא כולל תוצאות שדווחו על מזהמים אפשריים או סבירים. *הנתונים המוצגים הם דגימות שנותחו עד אפריל 2023.
סקירת מחקר וממצאים מרכזיים
במחקר הנוכחי, החוקרים העריכו את הישימות הקלינית של בדיקת mNGS במשך שבע שנים. בסך הכל, המעבדה הקלינית למיקרוביולוגיה ב-UCSF ביצעה 4,828 בדיקות mNGS בין יוני 2016 לאפריל 2023. למעלה מ-84% מהבדיקות בוצעו עבור חולים מ-46 מדינות בארצות הברית. כ-56% מהחולים היו גברים, ו-24.2% היו ילדים מתחת לגיל 18.
זמני ההתמודדות החציוניים עבור חולים שאינם UCSF ו-UCSF היו 11.4 ו-8.2 ימים מאיסוף הדגימה לתוצאה ו-3.8 ו-3.6 ימים מעיבוד הדגימה לתוצאה, בהתאמה. כ-10.6% מהדגימות הכילו לפחות אורגניזם סביבתי או קומנסאלי אחד ודווחו כמזהמים. מזהמים היו שכיחים יותר בדגימות שאינן UCSF, אולי בשל שינויים בשיטות הטיפול, הרכישה וההובלה של הדגימות.
לאחר אי הכללת דגימות עם מזהמים, 14.4% מהדגימות היו חיוביות לפתוגן. שיעור החיוביות השנתי הממוצע נאמד ב-16%, כאשר דגימות UCSF הראו שיעור גבוה יותר (16.2%) מאשר דגימות שאינן UCSF (13.9%), מה שניתן לייחס לדיווח התכוף יותר של תוצאות תת-סף בדגימות UCSF. פתוגנים שהתגלו ברמות תת-סף כללו את וירוס הנילוס המערבי, וירוס Powassan, Balamuthia mandrillaris, Mycobacterium tuberculosis, Coccidioides sp., ו-Histoplasma capsulatum. יש לציין שרוב גילויי תת-הסף אושרו מאוחר יותר על ידי בדיקה אורתוגונלית. בסך הכל התגלו 797 אורגניזמים, כאשר נגיפי ה-DNA היו הנפוצים ביותר שזוהו, ואחריהם נגיפי RNA, חיידקים, פטריות וטפילים.
נגיפי ה-RNA שהתגלו בתדירות הגבוהה ביותר היו וירוסי כשל חיסוני אנושיים, ארבו-וירוסים ונגיפי אנטרו. כמו כן התגלו נגיפי ארבו לא שכיחים, כגון וירוס לה קרוס, וירוס פוטוסי, וירוס המוח של סנט לואיס ו-Cache Valley. כלולים טפילים שזוהו Naegleria fowleri, Angiostrongylus cantonensis, B. mandrillarisו Toxoplasma gondii. פתוגנים פטרייתיים כללו את Coccidioides sp., Cryptococcus sp., Fusarium sp., ו-Histoplasma capsulatum.
ניתוח נתונים קליניים
לאחר מכן, החוקרים ניתחו מטא נתונים מעבדתיים וקליניים מתת-קבוצה של דגימות חולי UCSF. קבוצה זו כללה 1,164 דגימות מ-1,053 פרטים; 55% היו גברים, 15.2% היו ילדים ו-35.8% היו מדוכאי חיסון. יתרה מכך, 87.7% מהקבוצה אושפזו למשך חציון של 12 ימים; 38.7% נזקקו לטיפול נמרץ, ו-10.2% מתו תוך חודשיים. קבוצה זו כללה 18% מהמקרים עם זיהום במערכת העצבים המרכזית, 37.1% עם מחלות אוטואימוניות או מצבים לא זיהומיים אחרים, 0.1% עם מחלת פריון ו-44.8% עם אטיולוגיה לא ידועה.
לחולים מדוכאי חיסון היה שיעור חיוביות mNGS גבוה יותר (16.7%); זה היה גם גבוה יותר בחולים עם דלקת קרום המוח ודלקת קרום המוח. בסך הכל, 180 מקרים היו חיוביים עבור לפחות מיקרואורגניזם אחד שזוהה בבדיקת mNGS; בין אלה התגלו 227 אורגניזמים. מתוך גילויים אלה, 135 היו גילויים חיוביים אמיתיים, 85 גילויים מקריים, וארבעה היו גילויים חיוביים כוזבים. 35 גילויים סווגו כתת-סף.
יש לציין שבדיקת mNGS הראתה רגישות נמוכה יותר באיתור פתוגנים פטרייתיים, שכן 10 זיהומים פטרייתיים שהוחמצו בבדיקת mNGS זוהו על ידי בדיקת אנטיגן, תרבית או שניהם. מדדי הביצועים לבדיקת mNGS באבחון זיהומים במערכת העצבים המרכזיים היו רגישות של 63.1%, דיוק של 92.9%, ספציפיות של 99.6%, 92.3% ערך ניבוי שלילי ו-97.1% ערך ניבוי חיובי.
יתרה מכך, התשואה האבחנתית של mNGS הייתה גבוהה יותר (63.1%) משיטות אחרות, כולל גילוי ישיר של CSF (CSF-DD), non-CSF-DD ובדיקות סרולוגיות עקיפות. יש לציין כי בדיקת mNGS זיהו 60 זיהומים שהוחמצו בשיטות CSF-DD, בעוד ששיטות CSF-DD זיהו 26 זיהומים ש-mNGS החמיצו.
מסקנות
לסיכום, בדיקת mNGS הדגימה רגישות גבוהה לאיתור פתוגנים בקבוצה עם זיהומים קשים ומאתגרים של מערכת העצבים המרכזית. זה היה כלי האבחון העיקרי או הבלעדי עבור 30.4% מהזיהומים, המסוגל לזהות פתוגנים מגוונים, כולל חיידקים מתעוררים ובלתי צפויים, שלעתים קרובות קשה לזהות בשיטות קונבנציונליות. בעוד שהרגישות של 63.1% מצביעה על כך ש-mNGS לא אמור להחליף בדיקות מיקרוביולוגיות, מחקר זה מציע מספר מקרי שימוש לבדיקת mNGS: 1) זיהוי של אורגניזמים בלתי ניתנים לתרבות, 2) זיהוי של זיהומים נדירים או בלתי צפויים, 3) אבחון ויראלי רחב ו-4) חקירות התפרצות.
יש צורך במחקרים נוספים כדי להעריך את העלות-תועלת ואת ההשפעה הקלינית הכוללת של בדיקות mNGS.
