Hybrid Capture-based Targeted Next-generation Sequencing for Pathogen Identification in Culture-Negative, Refractory and Relapsing Peritonitis Associated with Peritoneal Dialysis: A Case Series

Voor miljoenen mensen die leven met nierfalen biedt een procedure genaamd peritoneale dialyse een manier om hun bloed te filteren met behulp van de bekleding van hun eigen buikholte. Een zachte slang, of katheter, wordt in de buik geplaatst, en een speciale vloeistof wordt erin gepompt om afvalstoffen af te voeren. Deze vloeistof blijft even zitten en wordt daarna weer afgevoerd. Dit levensreddende proces brengt echter een ernstig risico met zich mee: de bekleding van de buik kan ontstoken en geïnfecteerd raken, een conditie die bekend staat als peritonitis. Wanneer dit gebeurt, wordt de vloeistof meestal troebel en ervaart de patiënt pijn. Artsen vertrouwen al lang op een standaardmethode om de oorzaak te vinden: ze nemen een monster van de vloeistof en proberen de bacteriën in een laboratoriumschaaltje te kweken. Als het schaaltje na een paar dagen leeg blijft, wordt de infectie bestempeld als "cultuurnegatief". In deze moeilijke gevallen, waar de bacteriën weigeren te groeien of de infectie steeds terugkeert ondanks sterke antibiotica, blijven artsen vaak tasten in het duister. Ze blijven wellicht van antibiotica wisselen in de hoop het juiste doelwit te raken, maar zonder precies te weten waartegen ze vechten, kan de behandeling falen en kan de patiënt het vermogen verliezen om zijn dialysekatheter te gebruiken.

Een team van onderzoekers in Tianjin, China, besloot deze hardnekkige gevallen nauwkeuriger te onderzoeken met een nieuwe technologie. In plaats van te wachten tot bacteriën groeien in een schaaltje, gebruikten ze een methode genaamd hybrid capture-gebaseerde targeted next-generation sequencing. Deze techniek werkt als een zeer gevoelig net dat kleine genetische fragmenten van honderdduizenden verschillende soorten microben — bacteriën, schimmels en virussen — direct uit de vloeistof kan vissen. De onderzoekers pasten dit instrument toe op veertien patiënten die worstelden met peritonitis die ofwel cultuurnegatief was, resistent tegen behandeling, of geneigd was terug te keren. Ze vergeleken de resultaten van deze nieuwe genetische test met de oude standaard van het kweken van bacteriën in een laboratorium. De bevindingen toonden een aanzienlijk gat aan in de traditionele diagnose. Terwijl de standaard laboratoriumkweek de oorzaak in slechts ongeveer de helft van de gevallen vond, identificeerde de genetische test een specifiek pathogeen bij bijna vier op de vijf patiënten. Het meest opvallend was dat de test onthulde dat virussen een belangrijke boosdoener waren in deze moeilijke infecties, een mogelijkheid die standaard laboratoriummethoden bijna nooit detecteren.

De studie richtte zich op patiënten die al enkele dagen behandeld waren met antibiotica zonder succes. In acht van deze gevallen kwam de traditionele laboratoriumkweek leeg uit, wat aangaf dat er geen bacteriën aanwezig waren. Toch vonden de onderzoekers, toen ze de genetische test op dezelfde vloeistofmonsters uitvoerden, bewijs van infectie bij zes van de acht patiënten. In totaal identificeerde de genetische test een virus bij zeven van de veertien patiënten, wat de helft van de groep is. Deze virussen omvatten typen zoals het cytomegalovirus, het Epstein-Barr-virus en andere die in het lichaam verborgen blijven en kunnen ontwaken wanneer het immuunsysteem verzwakt is. De onderzoekers waren zorgvuldig in het onderscheid tussen een virus dat simpelweg passeerde en een virus dat daadwerkelijk de ziekte veroorzaakte. Ze definieerden een "klinisch relevante" virale infectie als een situatie waarin het virus in de vloeistof werd gevonden, geen ander organisme de symptomen verklaarde, en de patiënt herstelde na het ontvangen van antivirale medicatie. Zes van de zeven patiënten met virale bevindingen voldeden aan deze strikte criteria.

De patiënten met deze virale infecties vertoonden een ander beeld dan die met bacteriële infecties. Degenen met virussen hadden lagere niveaus van ontstekingsmarkers in hun bloed en in de vloeistof die uit hun buiken kwam. Hun witte bloedcelgetal was lager en de vloeistof was minder troebel dan in de bacteriële gevallen. Ondanks dat ze aanvankelijk mildere tekenen van ontsteking vertoonden, deden deze patiënten er langer over om de infectie volledig te klaren. Echter, zodien hun behandeling werd aangepast door antivirale medicatie toe te voegen, herstelden alle zes de patiënten met bevestigde virale peritonitis en waren zij in staat hun dialysekatheters te behouden. In contrast hiermee had de groep zonder gedetecteerde virussen een veel grotere moeilijkheid; slechts twee van de zeven patiënten in die groep bereikten volledig herstel, terwijl de anderen moesten overstappen op een ander type dialyse omdat hun infecties niet onder controle konden worden gebracht.

Dit onderzoek suggereert dat virussen een veelvoorkomende maar over het hoofd geziene oorzaak zijn van peritonitis bij patiënten die niet reageren op standaard antibiotica. Decennialang hadden artsen vermoed dat virussen een rol zouden kunnen spelen bij deze mysterieuze infecties, maar de middelen om dit te bewijzen ontbraken. De studie levert concreet bewijs dat wanneer een patiënt met peritoneale dialyse een infectie heeft die kweektesten niet kunnen vinden, of een infectie die niet verdwijnt met antibiotica, een virus de reden kan zijn. Door genetische sequencing te gebruiken om naar deze onzichtbare indringers te zoeken, kunnen artsen de werkelijke oorzaak identificeren en overschakelen naar de juiste behandeling, zoals antivirale middelen, in plaats van door te gaan met het voorschrijven van antibiotica die niet werken. Hoewel de studie klein is en gebaseerd is op één enkel ziekenhuis, biedt het een nieuwe weg voorwaarts voor het diagnosticeren en behandelen van sommige van de moeilijkste gevallen van peritonitis, wat potentieel de katheters en de gezondheid van patiënten kan redden die anders zonder duidelijk antwoord zouden blijven.