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减少诊断性奥德赛

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罗伯特•SchlabergMD每小时英里数

某些传染病症状与非特异性症状和无数可能的原因可以变成一个病人,诊断奥德赛临床医生,还有实验室。肺炎和其他呼吸道综合征属于这一类,脑炎和脑膜炎等情况也是如此。

在这种情况下,大的比例即使反复测试的患者也无法得到关于他们感染的具体原因的明确答案。但是实验室测试的新方法有望提高这种情况下的诊断成功率。

施拉贝格

罗伯特•SchlabergMD每小时英里数,犹他大学医学院和IDbyDNA。

“临床元基因组学”是基于无偏见测试的概念,即:使用DNA或RNA测序与先进的生物信息学一起询问样品而不强加预先设想的概念,而不是寻找一套特定的病原体或病原体被认为是可能的元凶。通过广泛地观察样本中发现的生物体,临床宏基因组甚至可以检测出罕见的原因,不需要实验室工作人员采取大板的测试因涉嫌病原体,或者当最初的测试结果为阴性时采用顺序的方法。

临床宏基因组的目的是补充,而不是替换,现有的实验室测试实用程序为特定类型的案件。对于那些通过常规测试可以得到良好服务的患者,也许没有理由采取不偏不倚的做法。但对于健康状况更复杂的患者——重病患者,免疫功能不全的患者,病人的初始测试回来negative-clinical宏基因组可能打开门让可操作的结果很快通知医疗决定。

临床meta.mics方法也可以作为临床试验选择过程的一部分应用,为了更好地针对接受调查的特定感染的患者(欲了解更多信息,见““临床试验选择与伴随诊断的元基因组学研究.“)

挑战性感染

有些感染原因实际上由于它们所表现出的症状或已知病原体在循环中而宣布自己。在这种情况下,对于医生来说,建立一个关于感染原因的强有力假设是一项相对简单的任务,可能基于患者最近的旅行史,饮食,或接触其他感染者。

但是,还有许多其他类型的感染彻底挫败了医生,患者,和临床实验室。这种类型的情况通常涉及具有重叠症状的非特异性感染,这些症状可能由无数潜在的细菌引起,真菌,寄生虫,或病毒,甚至非生物来源,如环境毒素。

这种感染是很难治疗目标的方式,因为诊断答案是如此难以捉摸。60%的肺炎病例,例如,没有发现感染的致病原因。大多数脑炎也是如此,脑膜炎,脓毒症病例。1 - 4难怪有数百种病原体可以单独引起肺炎。

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表1。儿童肺炎的负担。

因此操作在黑暗中或多或少,医疗保健团队默认经验疗法,广谱抗生素,以及其他涉及多种病原体的方法。不幸的是,这种反应通常不如针对特定病原体的治疗有效,它们还导致抗生素的过度使用,这会使普遍的抵抗力恶化。

部分原因是缺乏诊断信息,美国每年有50多个,肺炎死亡人数达000人,死亡人数约250人,000人死于败血症(表1)。5,六全球地,2015年,有50多万人死于脑炎或脑膜炎。7

的最大障碍之一,关于这种情况下及时发现答案是需要运行独立的临床试验为每个疑似病原体或一组病原体。常规测试可以使用培养基,免疫测定,或实时聚合酶链反应检测。但是,在疾病的潜在原因是无数的情况下,一次查找病原体可以使诊断过程无休止地拖延。

无偏检验

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图1。通过患者样本的临床元基因组测试确定的临床病原体的实例:(a)分析来自疑似感染埃博拉病毒的患者的血浆样本,确定病原体实际上是嗜鹦鹉热衣原体;(b)通过对鼻咽拭子的分析,鉴定出一种新的非淋病毒作为致病因子。在这两种情况下,对可能的罪魁祸首进行传统的检测将无法准确识别疾病的来源。

宏基因组可能是新的诊所,但是它已经被用于研究实验室多年了。这个概念是使用DNA测序来快速扫描整个微生物群体。多年来,DNA测序技术的进步使得这个方法更便宜,而生物信息学的创新提高了速度,质量,以及从这个社区范围的视图中收集的信息的分辨率。

今天,科学家已经表明,对于一个样本中的所有微生物,可以产生部分甚至完整的基因组序列,甚至对于复杂的微生物群落。该方法使科学家能够产生新的数据,并对新出现的病原体作出重要发现,微生物群落与植物和土壤的相互作用,和许多其他科学领域。

这并不奇怪,然后,科学家们渴望找到将元基因组学引入临床的方法。从表征医院引流物中的生物膜到追踪医院相关感染的传播路径,有很大的好处,从一个高分辨率的方法评估微生物群落和识别特定成员。

临床实验室工作人员,元基因组学提供了一种思考诊断过程的新方法。近年来,在许多情况下,单基因和单有机体试验已经被试图包括所有相关基因或合理有机体组的基于面板的测试所取代,以简化检查到一个测试更快的结果。临床宏基因组是下一步在这个进化:而不是寻找一个病原体,或者甚至在一些可能的候选人中,临床元基因组学试图在没有任何预先设想的概念或限制的情况下询问样本,和简单地确定样本。

就像它的研究型堂兄弟,临床元基因组学依赖于DNA和RNA的下一代测序(NGS),以及先进的生物信息学。样品用猎枪测序,和所有测序读然后相比庞大的基因组数据库。数以百万计的读数与数以百万计的参考序列相匹配,以识别已测序群体的所有个体成员。

因为它的“顺序一切”的工作模式,临床宏基因组并不局限于特定的生物类型大多数传统测试的方式。结果可以精确定位病毒,细菌,真菌,和寄生虫,而不必做出调整或建立任何假设潜在的病原体。这个优势意味着临床元基因组学可以识别难以培养的病原体,罕见的感染原因,复杂的合并感染的情况下,和其他医疗国家以前是具有挑战性的,甚至是不可能与现有的临床诊断测试(图1)。

在实践中

所有病人病例临床宏基因组是不合适的。在这个时候,临床宏基因组最好是用作补充传统的检测方案。在常规诊断排除了通常的嫌疑人后,它可以应用于困难的情况,或者作为高危患者的首选,如重病或免疫受损。

该方法对来自感染部位的样品效果最好,为了最大化的可能性实际上是导致发现的任何病原体感染,而不是无害地殖民病人。因为它对每件事物进行排序,工作流程需要1-2天才能完成。对于在短时间内常规测试提供可操作答案的直接医疗案例,临床宏基因组不会有意义。

当使用元基因组学方法时,它必须与先进的数据分析工具相结合,能够过滤掉作为天然人类微生物群一部分检测的许多良性生物。生物信息学可以优先考虑可能的候选人的藏污纳垢,这样报告发送回医生只包括最临床上有用的信息。

测试实验室考虑采用临床宏基因组,应考虑日输气量和内部诊断。目前,没有fda,商用临床宏基因组测试。

实验室人员可以选择设计和验证他们自己的实验室开发的测试,这可以基于现有的下一代排序工作流。这些试验将需要实验室工作流程的适当质量控制以及使用上述生物信息学过程进行鉴定,过滤,以及从患者样本中确定生物的优先顺序。

或者,CLIA认证的参考实验室已经确认了临床元基因组测试,可以通过发送测试为其他临床实验室服务。

自然地,报销是内部测试或外派测试的关键考虑因素。住院病人,临床meta.mics测试可作为诊断相关分组(DRG)支付在住院患者环境中执行的治疗的一部分来覆盖。用于门诊,需要时间类股发行覆盖决策。

下一个是什么??

随着临床基因组学的成熟,它可能会更容易实现作为一个内部许多sequencing-savvy临床实验室诊断方法。当这一切发生时,它也将成为更广泛的传染病。

今天,实验室开发的临床元基因组测试仅限于呼吸道感染和少数其他情况。但是因为临床元基因组学理论上可用于任何类型的感染,科学家们预测,该方法将更多迹象显示在不久的将来实现。

当然,开展临床元基因组学将需要生成和分析数据,以了解这些测试与现有测试相比较如何,他们如何影响病人的管理,以及它们对患者预后和总体医疗成本的影响。在未来几年,对于整个临床社区来说,深入研究元基因组分析是很重要的。

仍然,显而易见,临床元基因组测试的采用将使卫生保健小组能够解决更复杂的病例,并将精密医学的好处带到传染病领域。最终,为更多的感染性疾病患者提供医学上可行的诊断结果应该通过缩短住院时间和避免不必要的治疗来改善健康结果并降低总体成本。

罗伯特•SchlabergMD每小时英里数,,是一个病理学助理教授犹他大学的医学院和IDbyDNA首席医疗官盐湖城。为进一步的信息,接触中电主编史蒂夫Halasey通过shalasey@MeqQo.com.

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