Pathogen profiling of inflammatory eye diseases with metagenomic deep sequencing in a tertiary referral center

عندما تلتهب العين، يمكن للعالم أن يتحول سريعاً إلى رمادي وضبابي. هذه الحالة، المعروفة باسم التهاب العنبية، تعد سبباً رئيساً للعمى عالمياً، ومع ذلك، بالنسبة للعديد من المرضى، يظل السبب وراء التورم لغزاً. يحاول الأطباء تقليدياً حل هذا اللغز من خلال البحث عن مشتبه بهم محددين باستخدام اختبارات مستهدفة، تماماً مثل التحقق من عدد قليل من الأقفال المحددة لمعرفة ما إذا كان المفتاح يناسبها. قد يبحثون عن فيروسات أو بكتيريا شائعة، ولكن إذا كان الجاني شيئاً نادراً أو غير معتاد أو يصعب استزراعه في المختبر، فإن هذه الاختبارات القياسية غالباً ما تعود بنتيجة سلبية. وهذا يترك المرضى دون تشخيص واضح ودون العلاج المناسب، حيث يستمر الالتهاب دون رادع. يقدم نهج أحدث يسمى التسلسل العميق للميتاجينوميات طريقة مختلفة للنظر إلى المشكلة. فبدلاً من مطاردة مشتبه به واحد معروف، تقرأ هذه الطريقة المادة الوراثية لكل شيء موجود في عينة السائل، مما يسمح للعلماء بتحديد أي كائن حي — بكتيريا، أو فيروسات، أو فطريات، أو طفيليات — دون الحاجة إلى معرفة ما يبحثون عنه بالضبط مسبقاً.

في دراسة أجريت في مركز رئيسي لرعاية العيون في جنوب شرق الولايات المتحدة، طبق الباحثون هذا النهج واسع النطاق على واحد وأربعين مريضاً يعانون من التهاب غير مفسر في العين. قام الفريق بجمع السائل من داخل عيون هؤلاء المرضى، حيث أخذوا عينات من الغرفة الأمامية أو من الجزء الخلفي للعين، وأرسلوها إلى مختبر متخصص لإجراء تحليل جيني عميق. وبينما خضع المرضى أيضاً لاختبارات طبية قياسية، مثل المزارع والاختبارات الفيروسية المحددة، أراد الباحثون معرفة ما إذا كانت طريقة التسلسل الجديدة يمكنها العثور على مسببات الأمراض التي فاتتها الأدوات التقليدية. وكشفت النتائج أن ما يقرب من واحد من كل أربعة مرضى يحمل كائناً معدياً يمكن اكتشافه فشلت الاختبارات القياسية في تحديده.

وجدت الدراسة أن أسباب التهاب العين كانت أكثر تنوعاً مما كان يُعتقد سابقاً في هذه المجموعة من المرضى. ومن بين واحد وأربعين فرداً، حدد التسلسل اثني عشر حالة لمسببات الأمراض لدى أحد عشر مريضاً، مما يمثل مجموعة متنوعة من الأنواع بما في ذلك بكتيريا مثل الكلبسيلا الرئوية (Klebsiella pneumoniae) والمكورات الرئوية (Streptococcus pneumoniae)، وفيروسات مثل فيروس النطاقي الحماقي (Varicella Zoster) والحصبة الألمانية (Rubella)، وكائنات فطرية مثل الكانديدا بارابسيلوزيس (Candida parapsilosis)، وحتى طفيليات مثل توقاس كانيس (Toxocara canis). وفي سبعة من أصل أحد عشر مريضاً ممن ثبتت إصابتهم بعدوى، كانت الطريقة الجديدة هي الوحيدة التي نجحت في تحديد الجرثومة. على سبيل المثال، وُجد أن مريضاً يعاني من تاريخ طويل من الالتهاب المتكرر يحمل الحمض النووي الريبوزي لفيروس الحصبة الألمانية، وهو اكتشاف لم ترصده الاختبارات القياسية. ومريض آخر، لم يستجب التهاب عينه للستيرويدات، تبين أنه يعاني من عدوى طفيلية تم تأكيدها فقط بعد تحليل التسلسل. وفي هذه الحالات، سمح تحديد السبب الحقيقي للأطباء بالتحول إلى الدواء الصحيح، مثل الأدوية المضادة للطفيليات، مما أدى إلى تلاشي الالتهاب.

لاحظ الباحثون أن الطريقة الجديدة كانت فعالة بشكل خاص عند أخذ عينات من سائل الجزء الخلفي من العين، وهو الجسم الزجاجي، حيث وجدت مسببات الأمراض في أكثر من ثلث العينات. ومع ذلك، سلطت الدراسة الضوء أيضاً على أن هذه الأداة القوية ليست بديلاً عن التقدير السريري. فمن حيث الحساسية، يمكن لطريقة التسلسل أن تكتشف أحياناً المادة الوراثية من كائنات موجودة بالفعل ولكنها ليست هي المسببة للمرض فعلياً. لذلك، يجب على الأطباء تفسير النتائج بعناية، وربط النتائج الجينية بالأعراض والتاريخ الطبي للمريض. ورغم أن الدراسة كانت محدودة بحجمها الصغير وبكونها أجريت في مركز إحالة واحد، إلا أن النتائج تشير إلى أن هذا النهج غير المنحاز يمكن أن يكون إضافة قيمة لمجموعة أدوات التشخيص، خاصة في الحالات المعقدة حيث يظل سبب العمى مجهولاً. ومن خلال إلقاء شبكة أوسع، يقدم التسلسل العميق للميتاجينوميات مساراً أوضح لفهم العالم الميكروبي الخفي داخل العين الملتهبة.