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基于牛津纳米孔技术ITS扩增子测序的腹膜透析流出液真菌群落分析与真菌性腹膜炎相关性研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月12日 来源:Fungal Biology 2.9
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本研究针对腹膜透析(PD)相关真菌性腹膜炎(FP)诊断难题,采用牛津纳米孔技术(ONT)对104例患者腹膜透析流出液(PDE)进行ITS区域测序,成功鉴定66.3%样本的真菌群落,发现担子菌门(Basidiomycota)为优势菌群,其中Wallemia属与潮湿环境感染显著相关。该研究为FP的早期诊断提供了新型分子检测策略,对改善免疫低下患者预后具有重要临床意义。
慢性肾脏病患者依赖腹膜透析(Peritoneal Dialysis, PD)维持生命时,一种名为真菌性腹膜炎(Fungal Peritonitis, FP)的并发症正悄然成为"隐形杀手"。这种由真菌侵入腹膜引发的感染虽仅占PD相关感染的3-5%,却导致高达30%的死亡率。更棘手的是,传统培养方法存在耗时长、阳性率低的缺陷,近半数FP病例面临"无培养结果可依"的诊疗困境。当医生面对发热、腹痛等非特异性症状时,犹如在迷雾中寻找病原体的踪迹,而延误治疗可能导致败血症等致命后果。
泰国朱拉隆功大学医学院的研究团队独辟蹊径,将牛津纳米孔技术(Oxford Nanopore Technologies, ONT)这一第三代测序技术应用于FP诊断领域。通过对104例PD相关腹膜炎患者的腹膜透析流出液(Peritoneal Dialysis Effluent, PDE)进行ITS2区域扩增子测序,研究者成功绘制出迄今最全面的PD相关真菌微生物组图谱。这项发表于《Fungal Biology》的研究揭示,ONT技术可突破传统培养限制,在66.3%的样本中检测到真菌存在,其中包含常规方法难以发现的混合感染。
关键技术方法包括:收集泰国22家医院2019-2021年104例PD相关腹膜炎患者的PDE样本;比较ITS1/ITS2/全ITS区引物扩增效率,确定ITS2为最佳靶标;采用ONT平台进行长读长测序;通过EPI2ME工作流进行生物信息学分析;使用统计方法比较不同临床分组间的微生物组差异。
主要研究结果
引物验证
通过比较三组引物发现,靶向ITS2区域的引物对3在所有测试样本中均产生清晰条带,扩增效率达100%,显著优于其他引物。这为后续大规模测序奠定了技术基础。
真菌群落特征
ONT技术在69份样本(66.3%)中检出真菌序列,包括8例混合感染。担子菌门(Basidiomycota)以45.1%的相对丰度成为最优势门类,其次是子囊菌门(Ascomycota)和球囊菌门(Glomeromycota)。在属水平上,Wallemia、Malassezia和Candida构成核心菌群,其中Wallemia的检出率高达26.9%,其嗜湿特性提示透析系统污染可能。
临床相关性
在既往使用抗生素的患者中,链格孢属(Alternaria)等植物病原真菌显著富集。而糖尿病亚组呈现独特的微生物组特征,子囊菌门比例升高至58.3%。这些发现为理解FP发生的微生态机制提供了新视角。
讨论与意义
该研究首次证实ONT技术在PD相关真菌检测中的临床应用价值。与传统培养相比,其优势体现在三个方面:检测周期缩短至24小时内;能识别难培养真菌如Wallemia;可揭示混合感染模式。特别值得注意的是,Wallemia作为建筑环境常见污染菌的高频检出,提示需要重新评估透析系统的灭菌规范。
研究发现的微生物组特征具有重要临床意义:担子菌门的优势地位颠覆了传统认为念珠菌属(Candida)主导的认知;糖尿病患者的特殊菌群谱可能解释其更高的FP风险;抗生素使用与植物病原菌的关联警示需谨慎使用广谱抗生素。这些发现为开发FP的早期分子诊断试剂盒提供了靶标选择依据,并为个体化防治策略制定奠定了科学基础。
技术层面,研究团队建立的ITS2-ONT方案展现出三大特性:对低生物量样本的高敏感性;属级分类的高分辨率;兼容临床实验室的操作流程。尽管存在纳米孔测序错误率较高的局限,但通过生物信息学校正仍能保证临床级准确性。这项研究不仅为FP诊疗提供了新工具,更为液体样本真菌组研究建立了技术范式。
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