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

当眼睛发生炎症时，世界会迅速变得灰暗且模糊。这种被称为葡萄膜炎（uveitis）的疾病是全球致盲的主要原因之一，然而对于许多患者而言，肿胀背后的原因仍然是一个谜。医生传统上试图通过寻找特定的“嫌疑人”并进行针对性检测来解开这个谜题，这就像是检查几把特定的锁看是否能对上钥匙。他们可能会寻找常见的病毒或细菌，但如果罪魁祸首是某种罕见、不寻常或难以在实验室中培养的东西，这些标准检测往往会结果为空。这使得患者无法获得明确的诊断，也无法得到正确的治疗，因为炎症仍在持续发展。一种被称为宏基因组深度测序（metagenomic deep sequencing）的新方法为解决这个问题提供了另一种途径。这种方法不再是搜寻单一的已知嫌疑人，而是读取样本液体中存在的所有遗传物质，使科学家能够在事先不知道具体在寻找什么的情况下，识别出任何生物——包括细菌、病毒、真菌或寄生虫。

在一项于美国东南部某大型眼科中心开展的研究中，研究人员将这种广谱方法应用于41名患有不明原因眼部炎症的患者。团队收集了这些患者眼内的液体，从眼前房或眼后部的样本，并将其送往专门的实验室进行深度遗传分析。虽然这些患者也接受了标准医学检测，如培养和特定病毒检测，但研究人员希望观察这种新的测序方法是否能发现传统工具未能识别出的病原体。结果显示，近四分之一的患者携带了标准检测未能识别出的可检测感染性生物。

研究发现，在这一组患者中，眼部炎症的诱因比此前意识到的要多样得多。在41名个体中，测序识别出了11名患者身上的12个病原体实例，涵盖了多种物种，包括像肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）和肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）之类的细菌，像水痘-带状疱疹病毒（Varicella Zoster）和风疹病毒（Rubella）之类的病毒，像近孢念珠菌（Candida parapsilosis）之类的真菌，甚至还有像犬弓蛔虫（Toxocara canis）之类的寄生虫。在11名检测出感染的患者中，有7人在使用新方法之前，该方法是唯一成功识别出病原体的方法。例如，一名有长期反复炎症史的患者被发现携带风疹病毒RNA，而标准检测并未捕捉到这一发现。另一名炎症对类固醇药物无反应的患者，被发现患有寄生虫感染，而这仅在测序分析后才得到确认。在这些案例中，识别出真正的病因使医生能够切换到正确的药物，例如抗寄生虫药物，从而使炎症得以缓解。

研究人员指出，这种新方法在采集眼后部（玻璃体）液体时特别有效，在那里它在超过三分之一的样本中发现了病原体。然而，这项研究也强调，这一强大的工具并不能取代临床判断。测序方法非常灵敏，有时会检测到虽然存在但并非真正导致疾病的生物遗传物质。因此，医生仍必须仔细解读结果，将遗传学发现与患者的症状及病史相结合。尽管该研究受到样本量较小以及仅在单一转诊中心进行的限制，但研究结果表明，这种无偏见的分析方法可以作为诊断工具箱中有价值的补充，特别是对于那些致盲原因不明的复杂病例。通过撒下更广的网，宏基因组深度测序为理解受炎症影响的眼睛内部隐藏的微生物世界提供了一条更清晰的路径。