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为解决糖尿病足溃疡（DFUs）病原体检测难题，福建医科大学附属协和医院研究人员开展了用常规培养法和 mNGS 分析 DFUs 伤口样本的研究。结果显示 mNGS 阳性检出率更高、鉴定微生物谱更广，为 DFUs 诊疗提供更全面依据，助力精准治疗。
在全球，糖尿病的影响范围日益广泛，患者人数持续攀升。据统计，全球有 46300 万人受糖尿病困扰，预计到 2030 年这个数字将增加 25%，2045 年更是会增长 51% 。糖尿病患者长期处于高血糖状态，这会逐渐损伤神经和动脉，进而引发糖尿病足溃疡（Diabetic foot ulcers，DFUs）。DFUs 患者的伤口在止血、炎症、生长、再上皮化和重塑等修复阶段都存在障碍，使得伤口长期处于慢性炎症状态，难以愈合。而且，一旦 DFUs 伤口感染，形成糖尿病足感染（Diabetic foot infection，DFI），治疗难度就会大大增加，因为感染的病原体中，尤其是能产生生物膜的微生物，它们紧紧附着在伤口上，不仅能躲避人体免疫系统的攻击，还对抗生素具有耐药性。DFI 是导致截肢的重要因素，糖尿病截肢患者 5 年死亡率超过 70% 。同时，DFUs 和 DFI 还增加了急诊就诊和住院的频率，给社会带来沉重的经济负担。
目前，临床上检测 DFUs 伤口感染病原体面临诸多挑战。传统的微生物培养方法虽然是金标准，但存在耗时久、敏感性低的问题。培养过程通常需要几天时间，而且只能检测出在实验室环境中生长良好的微生物，这些微生物不一定是真正导致感染的病原体，这就导致了检测结果不准确，延误治疗，增加患者痛苦和经济负担。因此，急需一种更准确、更及时的微生物检测方法。
为了解决这些问题，福建医科大学附属协和医院的研究人员开展了一项研究，他们同时使用常规培养法和宏基因组二代测序（metagenomic next-generation sequencing，mNGS）对 DFUs 伤口样本进行分析，对比两种方法的检测结果，评估 mNGS 在 DFUs 病原体诊断中的价值，并重新审视常规培养法的临床作用。研究成果发表在《BMC Endocrine Disorders》杂志上。
在研究方法上，研究人员从 2020 年 11 月至 2022 年 2 月，选取了福建医科大学附属协和医院收治的 40 例 DFUs 患者。根据病因，将 DFUs 分为 3 种亚型：外周神经病变相关 DFUs（N-DFUs）、外周动脉疾病相关 DFUs（A-DFUs）和外周神经病变与动脉疾病混合的 DFUs（M-DFUs）。研究人员对伤口表面进行无菌生理盐水冲洗清创后，采集伤口边缘和深层组织样本，一部分样本用于常规培养检测，通过革兰染色、抗酸染色和乳酸酚棉蓝染色来鉴定潜在病原体；另一部分样本则用于 mNGS 检测，利用特定的试剂盒制备文库，在 Illumina NextSeq500 系统上进行测序，然后通过生物信息学分析来鉴定微生物。最后，使用 SPSS 25.0 软件对数据进行统计分析，通过卡方检验比较常规培养法和 mNGS 检测结果的差异。
研究结果方面：
- 临床特征：40 例患者中，男性 28 例，女性 12 例，平均年龄（65.2 ± 13.98）岁。根据 Wagner 分级系统，不同分级患者数量分布不同；按照病因分类，N-DFUs 组有 13 例患者，A-DFUs 组有 12 例患者，M-DFUs 组有 15 例患者。
- 微生物特征（常规培养法）：在 40 例患者的 DFUs 样本中，常规培养法共检测出 13 株细菌。其中，金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是所有培养组中最常见的微生物。进一步分析不同亚型 DFUs，N-DFUs 组最常见的微生物是金黄色葡萄球菌；A-DFUs 组是变形杆菌属；M-DFUs 组是肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae） 。
- 微生物特征（mNGS）：mNGS 组在所有 DFUs 样本中检测出 77 株微生物，包括 70 株细菌、5 株真菌、1 株寄生虫和 1 株病毒。粪肠球菌（Enterococcus faecalis）是 mNGS 组中最常见的微生物。在各亚型 DFUs 中，N-DFUs 组检测出 40 株微生物，最常见的是粪肠球菌；A-DFUs 组检测出 37 株微生物，最常见的是粪肠球菌和大芬戈尔德菌（Finegoldia magna）；M-DFUs 组检测出 38 株微生物，最常见的也是粪肠球菌和大芬戈尔德菌 。
- mNGS 与常规培养法的相关性：mNGS 的阳性检出率（95%）显著高于常规培养法（60%），差异具有统计学意义（p<0.05） 。两种方法的一致性为 55%（包括 2 例培养阴性样本），当仅比较两种方法的阳性结果时，准确率提高到 83.3% 。此外，mNGS 还发现了 14 例常规培养法检测为阴性但实际为阳性的样本，常规培养法的假阴性率为 35% 。在这 14 例仅 mNGS 检测为阳性的样本中，共检测出 44 株微生物，其中克雷伯菌属是最常见的微生物。
研究结论和讨论部分，DFUs 是糖尿病常见且严重的并发症，准确快速地确定伤口感染的微生物组成对有效治疗至关重要。常规培养法存在局限性，容易出现假阴性结果。mNGS 则具有明显优势，它不仅能检测出更多种类的微生物，还能发现常规培养法漏检的潜在病原体，为临床医生提供更全面的伤口微生物信息。通过 mNGS 分析，研究人员发现不同亚型 DFUs 的微生物分布存在差异，这有助于临床医生进行个性化诊断和精准治疗。不过，mNGS 也并非完美无缺，虽然它能检测出死菌和活菌，但检测结果可能会受到样本污染等因素影响，而且目前对 mNGS 结果的解读还缺乏统一标准，需要生物信息学专家和临床医生共同分析。总体而言，mNGS 在 DFUs 病原体诊断中具有重要的补充作用，能够帮助临床医生更准确地判断病情，制定更有效的治疗方案，有望在 DFI 的常规监测中得到广泛应用，推动精准医学的发展。
