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2024年8月，山东大学公共卫生临床中心骨关节外科主任张强团队联合圣庭医疗在学术期刊《Annals of clinical Microbiology and Antimicrobials》（IF:4.6 中科院二区）发表了题为“Evaluation of Targeted Sequencing for Pathogen Identification in Bone and Joint Infections: A Cohort Study from China”的学术文章。该研究深入探讨了靶向纳米孔测序（TNPseq）在骨关节结核诊断中的性能，发现其在敏感性和特异性方面均优于T-SPOT和Xpert MTB/RIF，显示出在指导临床治疗和扩大应用范围方面的潜力。
结核病（TB）是由结核杆菌引起的一种慢性传染病，其独特表现形式之一的骨关节结核（BJTB），由于其隐匿性和早期症状的非特异性，常导致误诊和漏诊。尽管传统的结核分枝杆菌培养方法被认为是诊断的金标准，但其耗时长且检出率有限。PCR技术可能因引物和探针设计不当而产生假阴性，而T-SPOT测试则可能受到交叉反应性抗原的干扰。因此，开发一种快速、准确的诊断方法对于降低误诊和漏诊风险至关重要。本研究招募了163名疑似BJTB的患者，并使用TNPseq进行了病原体鉴定，同时与GeneXpert MTB/RIF和T-SPOT进行了比较。评估了TNPseq在脓液和穿刺组织样本中的性能，以及其在识别混合感染和耐药性方面的潜力。
图一 实验流程图
研究结果
不同参考标准下TNPseq检测的性能
以临床诊断为参考标准，TNPseq的敏感性为76.3%（95%CI:71.0-81.6%），特异性为98.8%（95%CI:93.5-100%），阳性预测值（PPV）为98.4%（95%CI:93.1-100%），阴性预测值（NPV）为81.2%（95%CI:75.9-86.5%），阳性似然比（PLR）为63.6（95%CI:58.3-68.9），阴性似然比（NLR）为0.239（95%CI:0.215-0.263），曲线下面积（AUC）为0.875（95%CI:8816-0.934）。
当采用CRS作为标准，TNPseq的敏感性为74.4%（95%CI:69.3-79.5%），特异性为98.8%（95%CI:93.7-100%），PPV为98.4%（95%CI:93.3-100%），NPV为79.2%（95%CI：74.1-84.3%），PLR为62.0（95%CI:
56.9-67.1），NLR为0.2259（95%CI:0.235-0.283），AUC为 0.866（95%CI:8805-0.926）。这些结果与使用临床诊断获得的结果没有显著差异。
Xpert的敏感性和特异性分别为62.5%（95%CI:57.2-67.8%）和95.2%（95%CI:89.9-100%）。T-SPOT的敏感性为72.5%（95%CI:67.2-77.8%），特异性为81.9%（95%CI:76.6-87.2%）。相比之下，TNPseq表现出更高的敏感性和特异性。
图二 TNPseq与Xpert和T-SPOT的特征（ROC）曲线
表一 TNPseq测定的诊断效果
收集了46名确诊的BJTB患者和81名非BJTB患者的血清样本进行分析。结果显示，与非BJTB病例相比，确诊的BJTB患者的血清IL-6、IFN-γ和IL-10水平显著升高。
TNPseq在穿刺组织样本中的敏感性为75.0%（95%CI:70.2-79.8%），特异性为98.3%（95%CI:92.7-100%）。在脓液样本中，TNPseq的敏感性为83.3%（95%CI:78.6-88.1%），特异性为100%（95%CI：100-100%）。
表二 TNPseq对不同样本类型的疗效
TNPseq可以特异性鉴定非结核分枝杆菌（NTM），包括细胞内分枝杆菌和化脓性分枝杆菌。此外，如图三所示，TNPseqs测定能够鉴定由多种病原体引起的混合感染。细菌-真菌感染（n=20）是最常见的混合感染类型，其次是细菌-病毒混合感染（n=17）。此外，有6例同时发生细菌-真菌-病毒混合感染。
图三 TNPseq检出的微生物类型和比例
TNPseq筛查了163名BJTB患者的耐药情况。对于β-内酰胺类抗生素，TNPseq共鉴定出9个耐药基因；对于甲氧西林类抗生素，TNPseq共检测到3个耐药基因。此外，发现一名患者对利福平有耐药性。
表三 基于TNPseq的抗结核药物耐药性检测
02
本研究展示了TNPseq作为一种高效、灵敏的工具在骨关节结核诊断中的巨大潜力。与现有的诊断方法相比，TNPseq提供了更高的敏感性和特异性，并能有效检测混合感染和耐药性。
参考文献
Zhang Q,Ding Y,Ren Q, et al. Evaluation of targeted sequencing for pathogen identification in bone and joint infections: a cohort study from China. Ann Clin Microbiol Antimicrob. 2024;23 (1):77. doi:10.1186/s12941-024-00733-z
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