Как врачи, мы сталкиваемся с большой неопределенностью. Часто бывает трудно диагностировать причину болезни пациента, потому что симптомы инфекционных и неинфекционных заболеваний могут быть неотличимы друг от друга.
Проверенный и проверенный метод для клиницистов заключался в том, чтобы составить список наиболее вероятных возможностей и сузить его, заказав серию тестов. Однако, несмотря на обширное современное тестирование в больницах сегодня, мы все еще не можем диагностировать примерно 50 процентов случаев респираторной инфекции (пневмония), инфекции кровотока (сепсис) и неврологической инфекции.
Я врач-инфекционист и микробиолог в Калифорнийском университете в Сан-Франциско. Но в колледже я специализировался на информатике и биоинженерии. Поскольку многим из моих нынешних пациентов так и не удается поставить окончательный диагноз, я заинтересовался применением своих навыков для использования новых технологий секвенирования и разработки вычислительного конвейера для анализа данных секвенирования ДНК с конечной целью предоставления более точных диагнозов.
Что такое секвенирование следующего поколения?
Мои коллеги и я разработали новый клинический диагностический тест, который позволяет декодировать миллионы последовательностей ДНК из одного клинического образца; например, трубка со спинномозговой жидкостью, взятая у госпитализированного пациента с помощью люмбальной пункции, также известной как "спинномозговая пункция." Целью этого теста, названного "метагеномное секвенирование следующего поколения" (mNGS), предназначен для диагностики загадочных инфекций у пациентов с острыми заболеваниями.
Пока что большая часть нашего опыта использует этот тест для диагностики наиболее тяжелых пациентов с опасными для жизни инфекциями. Однако я предполагаю, что по мере снижения затрат на секвенирование этот тест можно будет проводить в плановом порядке для всех пациентов с подозрением на инфекционные синдромы.
Этот тест называется "метагеномный" потому что ДНК всех потенциальных патогенов – бактерий, вирусов, грибов и паразитов – а также пациента секвенируются одновременно. Мы диагностируем вероятные причины заражения путем поиска контрольных следов ДНК возбудителя.
В настоящее время общее время выполнения теста составляет 48-72 часа. Новые устройства для секвенирования вскоре могут позволить провести этот тест менее чем за шесть часов.
Точная диагностика острых инфекционных заболеваний
Для нашего исследования, опубликованного в Медицинском журнале Новой Англии, мы приняли участие 204 ребенка и взрослого из восьми разных больниц США.S. У всех этих пациентов было загадочное недиагностированное неврологическое заболевание – менингит, энцефалит и / или миелит – неизвестного происхождения.
Чтобы определить причину, мы использовали клиническое тестирование mNGS для выявления патогенов, вызывающих острое заболевание пациента.
Мы провели тест mNGS на образцах спинномозговой жидкости этих пациентов. Проанализировав данные, мы обнаружили, что в удивительно большой доле инфекций – 13 из 58 или 22.4 процента – тестирование mNGS было необходимо для своевременной и точной диагностики.
При восьми из этих инфекций, выявленных только с помощью mNGS, диагноз непосредственно направил врачей к целевому и соответствующему лечению антибиотиками. В одной неврологической инфекции, вызванной вирусом гепатита Е, диагноз mNGS, вероятно, избавил пациента от трансплантации печени. Это потому, что ее инфекция гепатита Е излечилась противовирусным препаратом: рибавирином. Не зная, что инфекция пациента была вызвана вирусом гепатита Е, этот эффективный препарат не рассматривался бы.
В целом, наше исследование демонстрирует клиническую полезность метагеномного тестирования в диагностике неврологических инфекций. Подход может быть использован для других типов клинических образцов и инфекций, таких как анализ респираторных образцов для диагностики инфекционной пневмонии.
Я надеюсь и надеюсь, что этот новый мощный диагностический инструмент изменит то, как мы, врачи, лечим инфекции у наших критически больных пациентов. Это в конечном итоге снизит расходы на здравоохранение и спасет жизни благодаря более ранней и более точной диагностике.