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mNGS应用案例分享-关节滑液
mNGS检测假体感染患者术前滑液中的感染
术前诊断对于因PJI（假体感染）而需要再次修复手术的患者很重要。微生物培养在PJI诊断中起着重要作用，但是当样品量有限或在采集样品前用抗生素治疗患者时，培养的敏感性较低。在这项研究中，mNGS用于检测疑似PJI患者术前穿刺滑液样本中的细菌，并比较术前和术中培养结果以评估诊断效率。
假体感染（PJI）是全关节置换后一种严重的并发症。在主要病例和修订病例中，发病率分别显示为0.5-3％和4-6％。术前诊断PJI仍然有很多困难。对于怀疑需要进行再次修复手术的PJI患者，术中组织学评估和细菌培养的准确性很高，但是这些检查需要大量时间。因此，最终诊断可能需要在手术后几天进行，并且无法在手术期间指导治疗计划。由于术中和术后错误的经验性抗生素治疗，可能会导致培养阴性的PJI临床结果差，在术前识别病原体具有重要意义。影像学证据的敏感性和特异性是手术前诊断患者的指标之一，但这些指标较弱。红细胞沉降率（ESR），C反应蛋白（CRP）和其他血清炎症生物标志物的敏感性高，但特异性低，尤其是患有炎症性关节病（IJD）或身体其他部位的炎症性病变的患者；因此，这些生物标志物的价值可能高于初次全关节置换之前的PJI诊断阈值。微生物培养通常需要3-5ml滑液的样本量，术前穿刺特别是髋关节穿刺获得的滑液量有限导致微生物培养物敏感性不足。此外，病原微生物的特征，生物膜的存在以及抗生素治疗都可能影响术前培养的敏感性。因此，有必要在再次修复手术之前，找到一种提高PJI诊断效率的方法。mNGS技术将直接检测样品中的所有核酸，然后将结果与比对工具进行比较，以鉴定样品中所有已知微生物的种类和丰度。研究表明，mNGS技术可提高口腔感染，颅内感染和肺部感染等传染病中病原微生物的检出率。有报道称mNGS在PJI诊断中的应用显示出良好的敏感性和特异性。mNGS可以精确识别常规培养无法检测到的某些微生物，例如唾液支原体。与其他分子诊断方法类似，mNGS仅需要少量的测试样品。因此，我们假设mNGS对滑膜液诊断PJI的敏感性和特异性要高于术前滑液培养。我们在再次修复手术前收集了疑似PJI患者中的滑液，进行mNGS和微生物培养。将mNGS的术前结果和微生物培养结果与术中结果进行比较，以探讨mNGS是否可以作为再次修复手术前诊断PJI的可靠方法。
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术前和术中滑液mNGS检测与分析方法
将手术前获得的滑液分为3部分。3ml用于微生物培养，0.1-0.5ml用于白细胞计数和中性粒细胞百分率，1ml做mNGS检测。手术期间，再取1ml滑液用于mNGS检测。取健康志愿者的一份无菌血液样本作为阴性对照。如果发现明显的外源污染或样品间污染，则再次进行测试。滑液mNGS按如下进行：（1）利用陶瓷珠破坏细胞壁，并使用TIANampMicroDNA试剂盒（DP，TiangenBiotech）提取总基因组DNA。（2）根据BGISEQ-测序平台的标准协议构建DNA文库，（3）使用BGI开发的生物信息学管道分析原始测序数据。生物信息学分析包括以下主要步骤：（1）通过去除低矮（短于35bp），低质量和低复杂度的读数生成高质量的测序数据。（2）通过用Burrows-Wheeler比对（
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