主題分享:腦膜炎和腦炎的病原菌診斷新工具和未來方向(一)

這主題是幫林長檢驗科晨會所準備的資料,剛好科內要進新的診斷工具,順便瀏覽了相關資料,這部分主要是由王信堯醫師所提供指導的內容。

New Tool and Future possibility in Pathogen Identification of Meningitis and Encephalitis

中樞神經的感染性疾病中,腦膜炎(Meningitis)和腦炎(Encephalitis)算是最常見且可能致命的疾病,尤其病人往往會有意識和神經學的變化,這部分常常是臨床上的困難案例。

簡介

腦膜炎(Meningitis),是蜘蛛腦膜下腔(Subarachnoid space)發生感染或是發炎,可能由細菌、病毒、黴菌、寄生蟲、阿米巴原蟲、非感染性原因造成,其中細菌性感染是最常見的導因。病人通常伴隨者發燒、頸部疼痛和僵硬表現,可能合併其他神經學症狀,雖然可以由病人的年齡和危險因子來猜測可能導因,但絕對的診斷必須依靠腦脊髓液的檢驗,而傳統上會同時做脊髓液的體液分析和培養,另外假如腦脊髓液培養呈陰性的話,則診斷為無菌性腦膜炎(Aseptic Meningitis),通常有較好的預後。

腦炎(Encephalitis),指腦實質的發炎,可能由感染或是非感染造成,最常見的原因是病毒性感染,病人會伴隨者意識的改變,因其大腦的功能受到相關的影響。

臨床上在還沒有腦脊髓液培養結果的時候,通常可以用病人的危險因子來使用經驗性抗生素。

另外,除了腦脊隨液的培養外,腦脊隨液的分析則是可以提供腦脊隨液中是否有病原菌的資訊,這些資訊包含腦脊隨液的壓力、白血球量、葡萄糖、蛋白質。

目前依靠單純的腦脊隨液培養會有許多的限制,像是:

  • 腦脊隨液中的培養往往耗時,且敏感性沒有想像中高,尤其是在病人使用過抗生素後,更難從腦脊隨液中培養中病原菌。
  • 另外,像是腦脊隨液中的格蘭氏染色等等,但假如在腦脊髓液中的箘量不多時,這類方法就不容易驗出來

所以如今的趨勢開始找尋新的檢驗方式,漸漸傾向於採取分子檢驗的技術,直接去檢驗腦脊髓液中是否有各式各樣病原菌的核酸,也就是去檢測這些細菌、病毒、黴菌等DNA是否有出現在病人的腦脊髓液中。最近林口長庚即將開始提供新的檢驗技術,可以在更短的時間內提供第一線人員有關病人檢體內疑似病原體的東西。

The BioFire®FilmArray®

腦膜炎、腦炎套組

簡單來說,BioFire FilmArray是一個整合性的病原菌檢測套組,裡頭可以將檢體進行PCR、並且同時做多種病原菌的DNA/RNA的檢測,看是否特定病原箘的遺傳物質出現在檢體中。整組看起來像下面這樣:

The Biofire FilmArray Device Appearance

Poritz, Mark A., Anne J. Blaschke, Carrie L. Byington, Lindsay Meyers, Kody Nilsson, David E. Jones, Stephanie A. Thatcher, et al. 2011. “FilmArray, an Automated Nested Multiplex PCR System for Multi-Pathogen Detection: Development and Application to Respiratory Tract Infection.” PloS One 6 (10): e26047.

這篇文章有這個檢測產品的技術細節:

其藉由流道來讓檢體的檢驗流程整個自動化,且能同時看許多病原菌。

其實這技術已經很久了,就是Multiplex Nested PCR,只是如何整合成一個儀器,就是一門學問了,其中採用了流道的設計思維,將多個反應穿接在一起,但又能保有各自獨立的反應空間。


從原本的一天以上的檢驗時間,藉由這套工具,可以縮短知道結果的時間,且其操作簡單,只要將檢體上機就可以了,只花大概5分鐘以內的時間,相對於傳統微生物培養的操作流程非常多。相信這類型的設計在未來會越來越流行,幫助檢驗人員可以用更少的時間達成更多的事情。

BioFire ME在腦膜炎和腦炎的相關論文發表:

Messacar K, et al. Potential clinical impact of the filmarray meningitis encephalitis panel in children with suspected central nervous system infections. Diagn Microbiol Infect Dis. 2016 Sep;86(1):118-20.

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