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

Wanneer het oog ontstoken raakt, kan de wereld snel grijs en wazig worden. Deze aandoening, bekend als uveïtis, is wereldwijd een belangrijke oorzaak van blindheid, maar voor veel patiënten blijft de reden achter de zwelling een mysterie. Artsen proberen dit puzzelstukje traditioneel op te lossen door op zoek te gaan naar specifieke verdachten met behulp van gerichte tests, vergelijkbaar met het controleren van een paar specifieke sloten om te zien of een sleutel past. Ze zoeken wellicht naar veelvoorkomende virussen of bacteriën, maar als de boosdoener iets zeldzaams, ongewoons of moeilijk in een laboratorium te kweken is, komen deze standaardtests vaak met een lege uitslag. Dit laat patiënten achter zonder een duidelijke diagnose en zonder de juiste behandeling, terwijl de ontsteking ongehinderd voortduurt. Een nieuwere benadering genaamd metagenomische diepe sequentiering biedt een andere manier om naar het probleem te kijken. In plaats van te jagen op één bekende verdachte, leest deze methode het genetisch materiaal van alles wat aanwezig is in een vloeistofmonster, waardoor wetenschappers elk levend organisme kunnen identificeren — bacteriën, virussen, schimmels of parasieten — zonder van tevoren te hoeven weten waar ze precies naar op zoek zijn.

In een studie uitgevoerd aan een groot oogheelkundig centrum in het zuidoosten van de Verenigde Staten, pasten onderzoekers deze breed spectrum aanpak toe op eenenveertig patiënten die leden aan onverklaarbare oogontsteking. Het team verzamelde vloeistof uit de ogen van deze patiënten, waarbij monsters werden genomen uit ofwel de voorste kamer of de achterzijde van het oog, en stuurde deze naar een gespecialiseerd laboratorium voor diepe genetische analyse. Terwijl de patiënten ook standaard medische tests ondergingen, zoals kweken en specifieke virustests, wilden de onderzoekers zien of de nieuwe sequencingsmethode pathogenen kon vinden die de traditionele instrumenten hadden gemist. De resultaten toonden aan dat bijna één op de vier patiënten een detecteerbaar infectieus organisme droeg dat de standaardtests niet hadden geïdentificeerd.

De studie vond dat de oorzaken van oogontsteking veel diverser waren dan voorheen werd aangenomen in deze groep patiënten. Onder de eenenveertig individuen identificeerde de sequencing twaalf pathogeeninstanties bij elf patiënten, wat een verscheidenheid aan soorten vertegenwoordigde, waaronder bacteriën zoals Klebsiella pneumoniae en Streptococcus pneumoniae, virussen zoals Varicella Zoster en Rubella, schimmels zoals Candida parapsilosis, en zelfs parasieten zoals Toxocara canis. Bij zeven van de elf patiënten die positief testten op een infectie, was de nieuwe methode de enige die de kiem succesvol had geïdentificeerd. Zo werd bij één patiënt met een lange geschiedenis van terugkerende ontstekingen rubella-virus RNA gevonden, een bevinding die de standaardtests niet hadden opgemerkt. Een andere patiënt, wiens oogontsteking niet reageerde op steroïden, bleek een parasitaire infectie te hebben die pas na de sequencinganalyse werd bevestigd. In deze gevallen maakte het identificeren van de werkelijke oorzaak het voor artsen mogelijk om over te schakelen naar de juiste medicatie, zoals anti-parasitaire middelen, wat leidde tot het oplossen van de ontsteking.

De onderzoekers merkten op dat de nieuwe methode bijzonder effectief was bij het bemonsteren van vloeistof uit de achterzijde van het oog, de glasvocht (vitreus), waar het pathogenen vond in meer dan een derde van de monsters. De studie benadrukte echter ook dat dit krachtige hulpmiddel geen vervanging is voor klinisch oordeel. De sequencingmethode is zo gevoelig dat het soms genetisch materiaal kan detecteren van organismen die wel aanwezig zijn, maar niet daadwerkelijk de ziekte veroorzaken. Daarom moeten artsen de resultaten nog steeds zorgvuldig interpreteren door de genetische bevindingen te koppelen aan de symptomen en de medische geschiedenis van de patiënt. Hoewel de studie beperkt werd door de kleine omvang en het feit dat deze plaatsvond bij één enkel verwijzingscentrum, suggereren de bevindingen dat deze onbevooroordeelde benadering een waardevolle toevoeging kan zijn aan de diagnostische gereedschapskist, vooral voor complexe gevallen waarbij de oorzaak van blindheid onbekend blijft. Door een breder net uit te werpen, biedt metagenomische diepe sequentiering een helderder pad naar het begrijpen van de verborgen microbiële wereld binnen het ontstoken oog.