《Journal of Clinical Microbiology》：Multicenter evaluation of the multiplex polymerase chain reaction QIAstat-Dx Meningitis/Encephalitis Panel for the detection of central nervous system pathogens directly in the cerebrospinal fluid
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摘要专业翻译
快速且准确地检测引起脑膜炎/脑炎（MEN/EN）的病原体对于改善临床结局至关重要。多重聚合酶链反应（PCR）能够从脑脊液（CSF）中同时检测多种病原体，相较于传统方法具有显著优势。这项多中心研究评估了QIAstat-Dx脑膜炎/脑炎（ME）检测面
摘要专业翻译
快速且准确地检测引起脑膜炎/脑炎（MEN/EN）的病原体对于改善临床结局至关重要。多重聚合酶链反应（PCR）能够从脑脊液（CSF）中同时检测多种病原体，相较于传统方法具有显著优势。这项多中心研究评估了QIAstat-Dx脑膜炎/脑炎（ME）检测面板相对于包括BioFire FilmArray ME（BFME）检测面板在内的常规方法的性能。研究人员在欧美13个中心对疑似MEN/EN患者的CSF样本及人工制备样本进行了检测，确定了QIAstat-Dx ME检测面板与比较方法之间的阳性符合率（PPA）和阴性符合率（NPA）。研究共检测了1,667份临床样本（1,527份前瞻性样本，140份存档样本）。QIAstat-Dx ME检测面板在115份（7.5%）前瞻性样本中检出病原体，包括肺炎链球菌（1.1%）、流感嗜血杆菌（0.5%）、单核细胞增生李斯特菌（0.3%）、无乳链球菌（0.2%）、大肠杆菌K1（0.1%）、脑膜炎奈瑟菌（0.1%）、化脓性链球菌（0.1%）、肠道病毒（1.5%）、人疱疹病毒6型（1.0%）、单纯疱疹病毒2型（0.9%）和1型（0.3%）、水痘-带状疱疹病毒（0.7%）、巨细胞病毒（0.3%）、人细小病毒（0.3%）以及格特隐球菌/新生隐球菌（0.4%）。与BFME相比（n = 1,664），总体PPA为85.4%，经不一致结果判定后提升至95.3%。脑膜炎奈瑟菌、肺炎链球菌和无乳链球菌的PPA均为100%。总体NPA为99.9%。在1,154份人工制备阳性样本中，仅观察到27份（2.3%）错误结果。QIAstat-Dx ME检测面板与BFME表现出高度一致性，支持其作为可靠的全自动多重PCR平台，用于社区获得性MEN/EN的快速诊断。
论文解读
研究背景与问题
脑膜炎和脑炎（MEN/EN）是累及中枢神经系统（CNS）的严重炎症性疾病，可由细菌、病毒或真菌等感染性病原体引起，也可由自身免疫性疾病或肿瘤等非感染性因素导致。细菌性脑膜炎病情进展迅速，若未及时治疗常可致命，且两种综合征均可能导致长期神经系统并发症。尽管支持治疗水平不断提高，但发病率和死亡率仍然居高不下，早期诊断和及时启动适当治疗对于改善患者结局至关重要。
全球每年报告的脑膜炎病例超过250万例。然而，约40%的脑膜炎患者和高达75%的脑炎患者中，具体病原学仍无法确定，凸显了对快速、灵敏、准确且可及的诊断工具的迫切需求。标准诊断流程包括腰椎穿刺采集脑脊液（CSF），随后进行革兰染色、培养、隐球菌抗原检测和病原体特异性聚合酶链反应（PCR）。CSF培养作为细菌检测的参考（金标准）方法，受限于灵敏度不足、周转时间（TAT）长达5天、既往抗生素暴露可能产生干扰、需要较大样本量，以及可能漏检苛养菌或生长缓慢的微生物。
多重PCR技术通过单次检测即可同时检测多种病原体，速度和灵敏度均优于传统方法。BioFire FilmArray脑膜炎/脑炎（ME）检测面板（BFME）于2015年获美国食品药品监督管理局（FDA）批准，可检测14种病原体（7种病毒、6种细菌和1种真菌），检测时间不到1小时，已在临床广泛采用。QIAstat-Dx脑膜炎/脑炎（ME）检测面板（QIAGEN，德国）是一种全自动多重PCR系统，可直接从CSF中检测16种与社区获得性MEN/EN相关的病原体，包括8种细菌、7种病毒和1种真菌靶标，检测时间约80分钟。除定性结果外，该面板还提供循环阈值（Ct）和扩增曲线以辅助结果判读。本研究旨在通过多中心设计，评估CE-IVDR标记的QIAstat-Dx ME检测面板在疑似MEN/EN患者残留CSF样本中的临床性能，并与包括BFME在内的既定参考方法和比较方法进行对比。
研究设计与关键方法
研究人员在法国、德国、西班牙和美国4个国家的13个中心开展了一项多中心方法比较研究，时间跨度为2021年9月8日至2023年3月2日。研究纳入经腰椎穿刺获取的残留、去标识化、独特的CSF样本，患者为各年龄段临床疑似MEN/EN者，最小残留体积为500 μL。样本分为三组：前瞻性新鲜样本（不冻存直接检测）、前瞻性冻存样本（采集后冻存再检测）和存档样本（既往保存的已知阳性冻存样本）。研究共收集1,932份临床CSF样本，其中224份（11.6%）因检测流程错误、样本不合格或方案偏离被撤回或排除，另有44份因检测失败、缺乏比较结果或存档"已知阳性"样本未能在相应比较方法上确认预期结果而被排除，最终1,664份临床样本纳入BFME比较分析（含1,524份前瞻性样本和140份存档样本）。
比较方法方面，除化脓性链球菌和肺炎支原体（BFME面板未涵盖）以及肺炎链球菌（因BFME既往报道假阳性率高）外，所有靶标均以BFME作为比较方法。对于这三种病原体，研究人员采用Eurofins Genomics开发和验证的终点PCR检测，并在LightCycler 480 Instrument II或Veriti Dx 96孔热循环仪上进行，阳性结果通过双向测序（BDS）确认。不一致结果在样本量充足时通过培养、Eurofins Genomics验证PCR联合BDS或DiaSorin的Simplexa HSV 1 & 2和VZV Direct试剂盒进行判定。人工制备样本由QIAGEN Manchester Ltd.将已知浓度的病原体掺入PCR阴性的CSF样本中制备，超过50%的人工制备样本接近检测限（LoD）（即2 × LoD），其余为5 × LoD，每种病原体至少使用5种不同分析菌株以代表遗传多样性。主要终点为确定QIAstat-Dx ME检测面板与比较方法之间的阳性符合率（PPA）和阴性符合率（NPA）。
研究结果
QIAstat-Dx ME阳性率
基于1,524份前瞻性临床样本（另加3份无有效BFME结果的样本），共115份样本（7.5%）至少检出一种病原体。细菌阳性包括肺炎链球菌17份（1.1%）、流感嗜血杆菌7份（0.5%）、单核细胞增生李斯特菌4份（0.3%）、无乳链球菌3份（0.2%）、大肠杆菌K1 2份（0.1%）、脑膜炎奈瑟菌2份（0.1%）和化脓性链球菌1份（0.1%）。病毒阳性包括肠道病毒23份（1.5%）、人疱疹病毒6型15份（1.0%）、单纯疱疹病毒2型14份（0.9%）、水痘-带状疱疹病毒10份（0.7%）、巨细胞病毒5份（0.3%）、人细小病毒5份（0.3%）和单纯疱疹病毒1型4份（0.3%）。真菌靶标格特隐球菌/新生隐球菌在6份样本（0.4%）中检出。存档样本未纳入患病率计算以确保数据代表预期使用人群。
与比较方法的一致性
在具有有效比较结果的临床样本中（n = 1,664），QIAstat-Dx ME检测面板的总体PPA为85.4%（95%置信区间[CI]：80.6–89.2%），NPA为99.9%（95% CI：99.9–99.9%）。三种细菌靶标达到100.0%的PPA：脑膜炎奈瑟菌（4/4）、无乳链球菌（12/12）和肺炎链球菌（12/12）。BFME未涵盖的肺炎支原体和化脓性链球菌在具有有效比较结果的临床样本中均未被QIAstat-Dx ME检测面板检出。经不一致结果判定后，总体PPA提升至95.3%（95% CI：91.8–97.4%），NPA保持99.9%。
人工制备样本
在1,154份阳性人工制备样本中，各靶标检出率范围为92.0%至100.0%，共观察到27份假阳性结果。在676份阴性人工制备样本中，99.7%至100.0%为阴性，共4份假阳性，包括2份脑膜炎奈瑟菌、1份肠道病毒和1份格特隐球菌/新生隐球菌。
不一致结果调查
共对62份不一致结果进行了判定检测（38份影响PPA，24份影响NPA），其中34份不一致结果仍未解决，包括5份因样本量不足无法进行额外检测。经判定检测后，总体PPA从85.4%改善至95.3%，NPA保持99.9%。
共检出
QIAstat-Dx ME检测面板在6份样本中检出共感染，每份含两种病原体：人疱疹病毒6型+格特隐球菌/新生隐球菌、无乳链球菌+人疱疹病毒6型、肺炎链球菌+人疱疹病毒6型、肺炎链球菌+水痘-带状疱疹病毒，以及单纯疱疹病毒2型+人疱疹病毒6型（2份样本）。6份共检出样本中有3份至少含1个假阳性结果。
讨论总结与结论
本研究证实QIAstat-Dx ME检测面板在检测16种与MEN/EN相关的病原体方面具有稳健的临床性能。该面板检出所有检测靶标，与比较方法具有高度一致性，总体PPA为85.4%（222/260），NPA为99.9%（25,712/25,736）。经不一致结果判定后PPA提升至95.3%，支持QIAstat-Dx ME检测面板作为可靠的全自动多重PCR平台用于疑似MEN/EN的快速综合征检测。研究中最常检出的细菌病原体为肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、单核细胞增生李斯特菌和无乳链球菌，反映了欧洲和美国细菌性脑膜炎的已知病原学特征；病毒病原体中最常见的是肠道病毒、人疱疹病毒6型、单纯疱疹病毒2型和水痘-带状疱疹病毒，与欧洲病毒性MEN/EN的流行病学模式基本一致。共检出较为罕见，仅在6份样本中检出，其中5份含人疱疹病毒6型，与既往关于MEN患者中疱疹病毒再激活及染色体整合型人疱疹病毒6型潜在检出的报道一致。
QIAstat-Dx ME检测面板相较于其他多重平台具有进一步优势：涵盖BFME未包含的两个额外靶标——化脓性链球菌和肺炎支原体，考虑到COVID-19大流行期间欧洲和美国侵袭性化脓性链球菌感染的增加，这一特点具有临床相关性。此外，该平台提供扩增曲线和Ct值，可能为病原体载量和临床严重程度提供潜在见解，既往研究已将较低Ct值与CNS感染更差结局和重症监护病房入住风险增加相关联。
研究存在若干局限性：罕见病原体的临床阳性样本数较少，需以人工制备CSF样本补充，可能无法完全模拟临床复杂性；样本量不足偶尔阻碍重复检测或不一致结果判定；部分病原体因排除原因缺乏比较数据；该面板检测范围有限，仅检测大肠杆菌K1株和荚膜型脑膜炎奈瑟菌，且不区分新生隐球菌和格特隐球菌。
研究结论：这项多中心研究表明，QIAstat-Dx ME检测面板的临床性能与BFME检测面板相当，支持其作为可靠的综合征分子诊断工具用于MEN/EN诊断。凭借广泛的病原体覆盖范围、快速的周转时间以及提供扩增曲线和Ct值的能力，QIAstat-Dx ME检测面板为广泛、及时地检测细菌性、病毒性和真菌性CNS病原体提供了有价值的选择。当与标准诊断方法联合使用时，该面板有望改善早期诊断、指导靶向治疗并支持疑似MEN/EN患者的有效临床管理。
