Assay sensitivity and the interpretation of culture-based disc microbiology studies: a scoping review

慢性腰痛是人类普遍经历的一种体验，是一种沉重且持久的隐痛，可能夺走人们数年的生命质量与行动能力。对于特定的一组患者，医生可以在核磁共振（MRI）扫描中发现一个线索：在脊柱与椎间盘交界处的骨骼中存在微小的炎症或脂肪沉积，这被称为 Modic 改变。多年来，研究人员一直想知道，这些变化究竟是由于单纯的磨损造成的，还是由隐藏在脊柱深处的无声、低水平细菌感染引起的。最常见的嫌疑对象是一种名为痤疮丙酸杆菌（Cutibacterium acnes）的细菌，这种细菌通常无害地生活在人类皮肤上，但有时进入人体深处时会引发麻烦。如果这一理论成立，治疗方法可能简单到只需使用抗生素。但如果细菌并不存在，或者用于寻找它们的检测方法有缺陷，患者可能会接受不必要的治疗，或者无法获得缓解。核心问题之所以难以回答，是因为如果这些细菌确实存在，它们的数量可能非常少，稀疏地散布在坚韧的脊柱组织中。

一项由包括 Persica Pharmaceuticals 和洛克菲勒大学在内的多个机构研究人员领导的新科学文献综述表明，围绕这种感染的困惑并非源于证据不足，而是源于科学家寻找方式的不一致。该团队审查了数十项试图从人体椎间盘组织中培养细菌的研究。他们发现，用于测试这些样本的方法差异巨大，且许多研究未能报告足以了解其测试灵敏度的具体细节。简单来说，一些研究人员使用了极小的组织碎片，并以一种很可能会漏掉少量细菌的方式进行处理，而另一些研究则使用了较大的样本和更细致的技术。由于细菌载量预计极低，这些方法的差异并非细枝末节，而是决定了是发现感染还是判定为无菌的关键因素。

研究人员绘制了这些研究中所使用的技术图谱，发现了一个混乱的技术领域。有些研究使用的组织样本仅几毫克，而有些研究的样本重量接近一克。一些研究人员将组织切成碎块并将其混合在大量的液体中，这会稀释存在的任何细菌，而另一些研究则保持体积较小。有些研究只观察两三天，而生长缓慢的细菌可能需要一周或更长时间才能显现。该综述强调，只有极少数研究提供了足够的信息来计算其测试可能检测到的最低细菌数量。如果没有这个数字，阴性结果——即测试显示“未发现细菌”——就不能被视为组织洁净的证据。它可能仅仅意味着测试不够灵敏，无法看到那里存在的极少数细菌。

其中一个最显著的发现是，这些方法论上的差异如何改变研究结果。作者将一种高灵敏度方案（使用大样本组织、彻底混合和长孵育期）与一种低灵敏度方案（使用微量样本和高稀释度）进行了对比。数学计算显示，低灵敏度方法检测到低水平感染的可能性大约只有高灵敏度方法的八十分之一。如果一项研究使用了这种较低灵敏度的方法，它很可能会错过绝大多数本可以被更好方法捕捉到的感染。这解释了为什么有些研究报告在大多数患者身上发现了细菌，而另一些研究则报告未发现。细菌可能在两种情况下都存在，但用于寻找它们的工具对于后者而言过于钝拙，使得无法区分真实的感染与检测能力的缺失。

该综述还指出，许多研究并未明确报告患者在手术前是否接受过抗生素治疗。这些药物通常用于预防术中感染，但它们也可能杀死研究人员试图寻找的细菌。如果患者接受了某种对疑似病原体有效的特定抗生素，并且取样时间紧随其后，那么细菌可能已经死亡或变得过于虚弱而无法在培养基中生长，从而导致研究人员错误地得出组织无菌的结论。作者指出，一种常见的抗生素——头孢唑林（cefazolin）——实际上可以渗透到椎间盘组织深处，这意味着它可能会抑制细菌生长，即使细菌确实存在。由于许多研究未能追踪这一变量，因此目前仍无法得知这些药物的使用在多大程度上影响了结果。

研究人员指出的最重要的问题是，他们是如何界定“感染”与“污染物”的。在低载量环境下，当细菌寥寥无几时，在培养皿中发现少量菌落是具有歧义的。一些研究会自动将低数量的菌落归为来自皮肤或环境的污染，而另一些研究则将其视为感染的迹象。该综述发现，这些决定往往基于人为设定的阈值，而非基于对多少细菌会导致疾病的经过验证的理解。由于缺乏清晰、标准化的规则，同样的结果在某项研究中可能被标记为疾病，而在另一项研究中则被视为误差。作者认为，该领域需要从这种猜测性的阈值转向定量方法，以便能够准确计数细菌并报告其检测限。

作者总结道，目前的现有研究过于不一致，无法就细菌在慢性腰痛中的作用得出确凿结论。样本采集、处理和分析方式的差异，使得直接比较研究或将阴性结果视为无菌证明变得不可能。他们建议，未来的研究必须更加严谨，要求科学家准确报告他们使用了多少组织、如何处理样本、等待结果的时间，以及其测试的最低检测限。在这些标准得到采用之前，关于无声细菌感染是否驱动慢性腰痛的问题，仍将笼罩在方法论的不确定性之中。前进的道路不在于开展更多使用不同方法的研究，而在于开展更少、设计更精良的研究，从而最终看清隐藏在黑暗中的真相。