2023年11月17日
肾结石手术（包括碎石术）通常存在术后感染风险。根据美国国立卫生研究院提供的数据，美国去年估计进行了60万例肾结石手术。其中，约4.2万例患者存在术后感染。其中的一些感染情况称为 “败血症事件” ，可能会危及生命。当微生物从膀胱扩散到血液中时，就会出现这种严重感染。败血症是一种需要住院治疗的医疗紧急情况。MicroGenDX医疗事务副总裁Nick Sanford表示：“最常见的误解就是人们认为这种情况很普遍。”
MicroGenDX总部位于德克萨斯州的卢博克市，是一家拥有200名员工的实验室，专注于对复杂感染的诊断。该实验室的样本来自美国和全球各地，每周处理的样本数量约为2000份。Sanford在工作中听到了无数这样的故事，许多患者只不过是在门诊做了一个手术，但最终却进了ICU。Sanford的母亲在2019年接受碎石术后，因大肠杆菌感染被送往医院接受治疗。经过治疗后，虽然她的培养试验结果呈阴性，但由于出现相同的败血症症状，她仍无法出院。Sanford说：“因为培养试验的结果没有问题，他们说这不再属于感染，只是ICU谵妄，但这对我来说完全没有道理。”他花了一个月的时间才从医院获得一份样本，当时医院还没有与MicroGenDX建立合作关系。当他们终于获得一些样本后，采用了新一代测序（NGS）技术进行检测，并在样本中发现了耐万古霉素的肠球菌，而标准检测方法却未检测到。经过新的治疗，她在三天后恢复健康并出院回家。
为了将潜在的严重感染扼杀在萌芽状态，临床上常将抗生素预防作为一种最佳方法。根据标准程序，患者接受肾结石手术时需要采集尿样，以确定他们是否存在活动性感染或术后感染风险是否较高。样本会被送去进行培养检测，确定哪些抗生素（如有）应该在术前一次性使用，从而降低术后严重感染的风险。遗憾的是，尿培养有其局限性。
“绝大多数样本的培养结果都呈阴性或具有不确定性，”MicroGenDX生命统计主任Craig Tipton解释说：“因此，医生或治疗团队要做的就是对符合某个人口统计模式的患者，针对性地提供经验建议和指南。‘我应该给这类患者用什么抗生素？’”对于接受结石手术的患者，通常使用的是头孢唑啉，但Tipton表示该药物对部分人无效。
泌尿肿瘤科医生Michael Liss博士在德克萨斯大学健康科学中心（圣安东尼奥）的临床实践中亲身经历了这一情况。他表示：“如今，我们的患者在诊断和管理方面面临的最大挑战与感染风险和不断增长的抗菌药物耐药性模式有着错综复杂的联系。”
挑战当前的标准治疗
从2019年12月至2022年1月，MicroGenDX与Liss开展合作，旨在确定NGS微生物分析是否有助于选择预防性抗生素并切实减少感染。Liss是该研究的主要作者，这项研究最近已发表在European Urology Open Science上。
效果对比试验包含两组共157例泌尿系统结石碎石术患者，所有患者的培养检测结果均为阴性。一组采用标准治疗程序，在无任何基因组数据或信息进行选择指导的情况下接受抗生素治疗。第二组患者进行了NGS检测，用以指导选择预防性抗生素方案。由一名传染病药剂师审查NGS结果，以提供相关建议。
在接受标准治疗的患者中，感染率为8.5%。在NGS指导的干预组中，严格遵循治疗方案的患者无一人感染。（在干预组中，有一位医生未根据NGS指导开具抗生素处方，导致患者发生了感染。即使将这名患者的数据纳入意向治疗分析中，感染率仍然明显降低，为1.3%。）
虽然NGS检测增加了标准尿培养的成本，但其价值可通过其他方式体现。该论文显示，MicroGenDX检测的成本为249美元，但败血症导致的输尿管镜检查使成本增加了31,843美元。根据Sanford的计算，对于每年进行约1000例碎石术的中型医院，若采用NGS检测，可以节省约150万美元。NGS检测还可以降低风险、缩短时间、减轻患者痛苦。
Tipton表示，仅依据经验法则来开具抗生素处方等于“做了一个非常好的高概率猜测。我认为使用NGS可以摆脱这种猜测。”
不依赖于培养的检测也可能有助于泌尿科医生和微生物学家更多地了解感染的生物学特征。虽然需要肾结石手术的男性患者更多，但该研究的作者发现，女性发生术后感染的概率是男性的十倍。“这让我有点震惊。”该研究的作者之一Tiptons表示。与男性相比，女性体内微生物的数量和类型存在着显著差异。“因此，对男性有效的经验性抗生素可能对于女性却没有很大的作用。”
该研究发现，NGS指导下的治疗支持更加个性化和多样化地使用抗生素。与没有采用NGS检测的组相比，接受NGS检测的小组中抗生素使用量增加了9.3%，并且同时使用2种抗生素的情况增加了8.1%，这看起来似乎与抗生素管理的目标恰恰相反。然而，Liss解释说，该实验组感染风险降低了8.5%，这表明：“NGS可以更快、更准确地识别病原体，有助于防止不必要或无效的抗生素治疗，减少出现耐药性的风险。它是我们进行早期检测和靶向管理的重要工具之一。”
不断增加的AMR危机
抗菌药物耐药性（AMR）是指微生物能够通过突变等方式抵抗抗生素或其他药物，导致这些药物失效。这就导致使用目前获批的药物很难或者根本无法治疗感染。研究人员认为，曾经过度使用某些药物会使抗菌药物耐药性的发生概率更高。抗生素原本是用来治疗感染的，现在却变成了问题的一部分：具有这种耐药性的微生物更有可能在医院等环境中传播。
Sanford深入思考了母亲的术后感染经历所产生的广泛影响：“他们不仅改变了她所用的抗生素，还改变了对她的患者管理方式，因为携带VRE的患者需要采取接触预防措施，以防止传染给其他患者。这项检测不仅挽救了她的性命，而且也可能挽救了周围病房的一些其他患者。”对他来说，整个经历都突显了NGS的重要性。“那天我把她送到医生那里时，我从没想过她会住进ICU。所以，我亲眼目睹了这项技术的力量，从那时起我就一直是它的忠实支持者。”
世界卫生组织将11月18-24日定为世界AMR宣传周，其主题为“共同预防抗菌药物耐药性”。据估计，2019年有近500万例死亡与细菌性AMR相关，其中127万例由细菌性AMR直接导致。
需要跨专业团队
Liss认为，预防感染和AMR的关键是采用NGS并同时配备跨职能团队。“在我们的研究中，在NGS的指导下修改抗菌药物预防用药方案，需要微生物学家、临床医生和药剂师等多方人员的参与，”他说：“通过促进这种合作，我们能够在快速提升诊断能力和负责任地使用抗生素之间取得平衡。”
Liss目前正在申请一项资助，以期将研究扩展到多个中心，并且希望收集实际肾结石样本进行一致性测试，最好实施一个框架来跟踪患者花费、医院资源使用等情况。
他说：“这次经历改变了我们对未来的展望，尤其是在实践中对诊断管理的设想方面。”
在各种研究（如Liss开展的研究）的支持下，研究和医学界越来越多地采用NGS。2024年初，MicroGenDX将从一个7000平方英尺的实验室扩展到超过20000平方英尺。更好的诊断方法尚未问世，期待基于NGS的检测能够助力其中。
