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小児気道系住民におけるメタゲノム解析と宿主反応の評価
Metagenomic sequencing and evaluation of the host response in the pediatric aerodigestive population.
PMID: 33270378 DOI: 10.1002/ppul.25198.
抄録
目的:
慢性的な誤嚥の評価を受けている小児気道消化器系の患者において、メタゲノム解析の診断的有用性を評価する。メタゲノム解析を行うことで、標準的な培養法では発見できない微生物の同定が可能になると考える。
OBJECTIVES: To assess the diagnostic utility of metagenomic sequencing in pediatric aerodigestive clinic patients being evaluated for chronic aspiration. We hypothesize that using a metagenomics platform will aid in the identification of microbes not found on standard culture.
研究デザインと方法:
気管支クリニックに紹介された小児24名を対象に、前向き、単一施設、横断的なコホート研究を行った。麻酔下での臨床評価時に，上気道サンプルと気管支肺胞洗浄液（BAL）サンプルの2つのサンプルを採取した。サンプルは定期的に培養に回され、RNAとDNAのシークエンスによって呼吸器の常在菌と病原菌を特定するCLIAラボ開発テストであるExplify® Respiratoryを用いて分析されました。メタゲノム解析の過程で、生物（RNAウイルスと細菌）を特定するためにRNAの塩基配列が決定されたため、サンプルの解析中に宿主由来のメッセンジャーRNAも検出されました。この偶発的に得られた宿主のトランスクリプトームデータを解析し、宿主の免疫反応を評価しました。これらの研究結果は、研究対象者の臨床症状と相関していた。
STUDY DESIGN AND METHODS: Twenty-four children referred to an aerodigestive clinic were enrolled in a prospective, single-site, cross-sectional cohort study. At the time of clinical evaluation under anesthesia, two samples were obtained: an upper airway sample and a sample from bronchoalveolar lavage (BAL). Samples were sent for routine culture and analyzed using Explify® Respiratory, a CLIA Laboratory Developed Test which identifies respiratory commensals and pathogens through RNA and DNA sequencing. Since RNA was sequenced in the course of the metagenomic analysis to identify organisms (RNA viruses and bacteria), the sequencing approach also captured host derived messenger RNA during sample analysis. This incidentally obtained host transcriptomic data were analyzed to evaluate the host immune response. The results of these studies were correlated with the clinical presentation of the research subjects.
結果:
10名の患者で、主に口腔内細菌叢に関連する生物がBALで確認された。標準的な培養は陰性であったが，臨床メタゲノミクスにより臨床的に重要な結果が得られた患者が3名いた。トランスクリプトームデータは、事前のビデオ透視法による嚥下評価で確認された嚥下障害の有無と相関していた。
RESULTS: In 10 patients, organisms primarily associated with oral flora were identified in the BAL. Standard culture was negative in three patients where clinical metagenomics led to a result with potential clinical significance. Transcriptomic data correlated with the presence or absence of dysphagia as identified on prior videofluoroscopic evaluation of swallowing.
結論:
クリニカルメタゲノミクスでは、BALサンプルから微生物相と宿主の免疫反応を同時に解析することができる。この分野の技術が進歩していくにつれて、このような検査は慢性的な誤嚥が疑われる患者の診断評価を改善する可能性がある。
CONCLUSIONS: Clinical metagenomics allows for simultaneous analysis of the microbiota and the host immune response from BAL samples. As the technologies in this field continue to advance, such testing may improve the diagnostic evaluation of patients with suspected chronic aspiration.
© 2020 Wiley Periodicals LLC.