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心内膜炎的前世今生——mNGS在感染性心内膜炎中的应用

浏览数量: 0     作者: 本站编辑     发布时间: 2021-08-27      来源: 本站

心内膜炎的发生都是蓄谋已久

 

近日,今日头条、搜狐等各大新闻网站同时报道了一则“离奇诡异”的新闻,《男子睡前不刷牙,感染心内膜炎》。新闻报道了在红旗医院口腔科就诊的吕先生,由于平时工作繁忙,常常加班到深夜,无法做到睡前刷牙这项基本功课,最终引发心内膜炎。这则新闻引起了广大网友的热议,一个看似平常的生活陋习竟会造成如此可怕的后果,大家会不会像小编一样,这两天疯狂的进行“口腔大扫除”。那么到底是什么心内膜炎呢?为什么不刷牙就有可能引起心内膜炎呢?今天就由小编给大家科普一下。


心内膜炎

心内膜炎,可通俗理解为心脏内膜“发炎”,根据致病原因分为非感染性心内膜炎(Non-infective Endocarditis)和由病原体引起的感染性心内膜炎(Infectious Endocarditis,IE)。非感染性心内膜炎是由创伤、局部血液涡流,循环中免疫复合物,心瓣膜和邻近的心内膜上无菌性血小板和纤维蛋白形成血栓引起的,会引发一系列临床症状。感染性心内膜炎是由于各种病原体入血后机体未能及时清理,病原体在心脏处寄居繁殖,侵袭周边细胞导致栓性粒子在血管中穿梭堵塞,最终造成心内膜发炎。IE发病率约为每年3-10例/10万人[1],且病死率高达40%[2]。


图1 心内膜炎(图片来源于网络侵删)



临床症状

心内膜炎常伴随一系列临床症状和周围体征。常见症状包括:流感样症状,如发热和发冷,心脏杂音,疲劳,关节和肌肉疼痛,盗汗,呼吸急促伴随胸痛,脚、腿或腹部肿胀等;罕见症状包括:原因不明的体重降低,尿液中带血,脾脏压痛,Janeway病变,Osler小节和瘀斑等。


图2 感染性心内膜炎的周围体征

A.欧氏小结(Osler’s nodes) [3]

B.Janeway病变(Janeway lesions) [3]

C.罗氏斑点(Roth’s spots) [4] 

D.结膜出血(Conjunctival-hemorrhages) [5]



发病机制

 

IE的发病机制可归纳为4个连续事件和4个阶段。

 

4个连续事件

1、非细菌性血栓性赘生物形成,内皮细胞的损害、纤维蛋白和血小板沉积;

2、人体局部释放出病原体进入血液循环;

3、病原体附着于赘生物上,继之有纤维蛋白和血小板聚集,将其集落覆盖,成为赘生物的基础;

4、使病原体能够在此滋长繁殖。

经过上述4个连续事件后,就形成感染灶。

此后感染灶继续演变为以下

4个过程

1、当赘生物局部破裂时,释放病原体进入血液循环,产生一过性菌血症;

2、含有病原体的赘生物局部侵入,导致心内传导系统异常、瓣环脓肿、心包炎、主动脉窦动脉瘤及瓣膜穿孔;

3、感染的赘生物碎片脱落,引起体、肺循环外周栓塞;

4、血中已有的抗体与病原体抗原形成免疫复合物。在感染性心内膜炎病例中,链球菌属(Streptococci)和葡萄球菌属(Staphylococcus)是主要的致病菌,约占所有致病菌的80%[6]。

 

表1 感染性心内膜炎的发病机制


备注:“HACEK”细菌群由五个菌属组成,H代表嗜血杆菌属(Haemophilus),

A代表放线杆菌属(Actinobacillus),C代表心杆菌属(Cardiobacterium),

E代表艾肯菌属(Eikenella),K代表金氏菌属(Kingella)[7]


病原体的检测

感染性心内膜炎是一种致死率比较高的疾病,流行病学研究表明,它的发病率正在逐年上升。尽管有早期诊断和外科干预的方式进行预防,但近20年来其发病率和死亡率都没有得到改善,所以及时的确定感染性心内膜炎病因,科学有效的进行诊断分析,对于IE的干预治疗有重要意义。

 

常见的病原微生物检测主要依赖于培养的方法,但培养周期较长,而且无法覆盖到病毒、真菌、寄生虫等物种,存在一定的局限性。宏基因组二代测序(Metagenomic Next Generation Sequencing,mNGS)作为一种新兴的辅助诊断技术,不依赖先验信息,无需医生预判,不依赖培养,能够检测病原微生物基因组的所有序列,可以发现新或罕见病原体,适用于不明原因感染病原体的科研和临床应用,在条件致病菌感染及混合感染中有着明显的优势,这种新方法正在改变临床医生诊断和治疗感染性疾病的方式,同样也能够使IE患者的诊治、快速干预治疗成为了可能。

mNGS助力心内膜炎病原体诊断

 

2013年

Atsuko[8]等将mNGS技术应用于IE的病原体检测中,研究人员对3例IE患者的瓣膜组织同时进行常规培养和mNGS检测,结果显示mNGS的检出结果与培养阳性的结果高度一致,并且在培养结果为阴性的样本中,mNGS可检出的病原体,通过革兰氏染色验证检出为真,证明了mNGS方法在IE病原体检测方面的可靠性。Cheng[9]等利用mNGS对44名IE患者进行检测,并和传统检测方法进行比较,发现mNGS的敏感性,特异性,阳性预测值和阴性预测值分别为97.6%,85.7%,97.6%和85.7%,血培养为46.2%,100%,100%和12.5%,瓣膜培养为17.1%,100%,100%和17.1%,瓣膜革兰氏染色为51.4%,100%,100%和26.1%。结果显示mNGS不但延续了与传统检测方法一样的高特异性和阳性预测值外,同时也弥补了传统检测方法较低敏感性和阴性预测值的不足,可见mNGS有望成为IE诊疗的高效检测工具。

2019年5月

Kondo[10]等人报道了一例mNGS在IE方向应用的成功案例。患者男性,29岁,临床表现为18个月间歇性发热,盗汗和体重减轻等症状。该患者有法洛四联症(Tetralogy of Fallot, TOF)病史,进行过多次心脏手术,包括出生后7天的Blalock分流术,3岁后修复,2006年同种异体肺动脉瓣置换术(Pulmonary Valve Replacement,PVR)和2014年生物假体PVR等。在手术后该患者曾经前往巴基斯坦、泰国、老挝和缅甸等地,并在美国中西部地区喝过未经高温消毒的牛奶。最初血液培养和第四代艾滋病毒筛检呈阴性。随后该患者还带来了2014年医院执行PVR手术相关病例信息,警告可能存在分枝杆菌嵌合体(Mycobacterium chimaera)感染,其他可能的病原体包括汉塞巴尔通氏体(Bartonella henselae)、布鲁氏杆菌属(Brucella)以及伯氏立克次氏体(Coxiella burnetii)等。临床医生对该患者的血浆样本进行了mNGS的检测,根据检测结果诊断该患者是由C. burnetii感染引起的心内膜炎。随后使用羟氯喹(每8小时口服200mg)和强力霉素(每天口服100mg)进行治疗,治疗4周后患者的临床症状完全消退,最终成功进行了PVR和移植物交换。通过这个案例,研究人员认为对血浆中的cfDNA进行mNGS测序相较于传统的临床检测方法有着更为显著的优势。

首先,mNGS可以在一次实验中检测所有的细菌,真菌,寄生虫和病毒等病原体,减少了对大量病原体特异性检测的需求。其次,检测周期短,便于早期开始治疗。标本采集是微创(静脉穿刺)方法,减少类似组织活检等侵入性操作,可减轻病人痛苦。


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