mNGS 首次揭示细菌和真菌感染可促进中耳胆脂瘤骨质侵蚀

近日,浙江大学医学院附属第二医院联合杰毅生物共同开展了关于中耳胆脂瘤的发病机制研究。并首次应用 mNGS 探究了病原微生物与中耳胆脂瘤之间的联系,研究成果于 2021 年 11 月 5 日发表在《Frontiers in Microbiology》(IF 5.64)杂志上。浙江大学医学院附属第二医院耳鼻咽喉科蒋骅主任为本文第一作者,浙大医学院转化学院陈祥军教授为本文通讯作者,杰毅生物王珺博士、韩序博士和丁文超博士共同参与此研究。

1. 研究背景

中耳胆脂瘤通常是中耳炎和咽鼓管功能障碍的结果,患者一般表现为慢性耳漏和进行性地传导性听力丧失。据报道,病原微生物感染与中耳胆脂瘤的发生密切相关,最常见的有铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌。然而,传统的病原学检测技术在中耳胆脂瘤中的病原微生物检出率通常很低,导致临床难以及时有效地获得有用信息。病原宏基因组测序 (mNGS) 作为一种新型的病原学分子诊断技术,可提供更高的灵敏度和通量,并可同时检测细菌、真菌、病毒、寄生虫等多种病原微生物,为临床病原学诊断提供更多依据。但目前尚未有关于 mNGS 在中耳胆脂瘤中的研究应用,故本研究利用 mNGS 来探究病原微生物感染与中耳胆脂瘤发病机制的关系。

2. 材料与方法

本研究选取了来自浙江大学附属第二医院耳鼻咽喉科的 16 例中耳胆脂瘤患者的组织标本(手术过程中采集),并同时对其进行传统病原学检测和 Q-mNGS 检测。所有患者均行术前颞骨 CT 扫描,记录骨侵蚀 CT 评分 (表 1)。

表 1  颞骨 CT 扫描评分

3. 研究结果

纳入研究的 16 例中耳胆脂瘤患者均表现为耳漏和听力丧失,其中 7 例患者表现为严重的颞骨侵蚀,具体临床特征见表 2。

表 2 中耳胆脂瘤患者临床特征

传统病原学检测结果显示,11 例为阴性,5 例为阳性,其中 1 例属于真菌感染,4 例属于细菌感染,且 75%(3/4)为葡萄球菌属感染。Q-mNGS 检测结果显示,病原微生物检测阳性率为 100%(16/16)。其中,最常见的病原微生物属为曲霉属 (11/16,68.75%),序列数(1~2882)与相对丰度(0.01% ~ 90.34%)均存在较大差异;其次为葡萄球菌属 (7/16,43.75%)(表 3)。此外,研究还发现,曲霉属的相对丰度在患者组之间存在显著差异,CT 评分高的患者曲霉属相对丰度明显高于 CT 评分低的患者 (p = 0.023)(表 4 和图 1)。

表 3  16 例患者的传统病原学检测结果和 Q-mNGS 检测结果

表 4 不同颞骨 CT 评分患者的曲霉属相对丰度

图 1 不同颞骨 CT 评分患者的曲霉属相对丰度

4. 研究结论

本研究结果显示,Q-mNGS 在中耳胆脂瘤患者的病原体检出率高达 100%,显著高于传统病原学检出率,表明 mNGS 有助于提高中耳胆脂瘤病原体检出。此外,研究还发现,Q-mNGS 检出与胆脂瘤特异性相关的最常见微生物为曲霉属(12/16,75%),且其存在明显与骨侵蚀程度有关,而传统病原学检测发现则以葡萄球菌属为主,这也为微生物对中耳胆脂瘤的发病机制研究提供了新的思路。