소아 세균성 수막염에서 차세대 시퀀싱 기술의 적용

화농성 수막염으로도 알려진 세균성 수막염은 다양한 세균 감염에 의해 발생합니다. b형 헤모필루스 인플루엔자균(Hib), 폐렴연쇄상구균(S. pneumoniae) 및 수막염균(N. meningitides), 세균성 수막염은 전 세계적으로 신생아와 어린이의 사망률과 이환율의 중요한 원인입니다. 세균성 수막염의 원인 병원체는 환자의 연령과 소인 요인에 따라 다릅니다.

병원체 식별은 세균성 수막염에서 가장 중요합니다. 현재 세균성 수막염의 병원체는 여전히 주로 그람염색과 세균배양을 기반으로 하고 있다. 그러나 뇌척수액 검사 전에 항생제 치료를 받은 소아에서는 뇌척수액 배양이 음성일 수 있습니다. 임상 실험실 검사의 한계로 인해 중추신경계 감염 사례의 절반 이상을 명확하게 진단할 수 없습니다. 다중 PCR(multiplex PCR), 라텍스 응집(latex agglutination) 등의 비배양 방법이 임상 미생물학에서 사용되어 왔지만 이러한 기술로는 희귀 병원체는 말할 것도 없고 하나 또는 여러 개의 특정 병원체만 표적으로 삼을 수 있었습니다.

최근 몇 년 동안 강력한 NGS 기술의 출현으로 빠른 처리 시간으로 인해 생물학적 샘플의 편향되지 않은 시퀀싱이 가능해졌습니다. Wilson 등은 편향되지 않은 NGS 기술로 뇌척수액에서 렙토스피라 감염을 확인한 후 페니실린 정맥주사로 극적인 임상적 호전을 보인 신경렙토스피라증 사례를 발표했습니다. 편향되지 않은 NGS는 이론적으로 단일 분석에서 모든 잠재적 병원체를 쉽게 식별할 수 있습니다. 임상적으로 바이러스성 수막뇌염이 의심되는 4건의 사례에서 NGS 기술을 사용하여 단순포진 바이러스1, 단순포진 바이러스 2 및 인간 헤르페스 바이러스 3형이 각각 검출되었습니다. 그리고 그 결과는 PCR(Polymerase Chain Reaction)을 사용하여 추가로 검증되었습니다. 또한 Yao 등은 NGS에 의해 수막뇌염 환자 3명의 CSF에서 Listeria monocytogenes를 검출했습니다. 이 보고서는 중추신경계(CNS) 감염에 대한 진단 방법으로 CSF의 NGS 적용 가능성을 강조합니다. 그러나 대부분의 보고서는 단일 사례 보고서로 구성되어 있으며 세균성 수막염 환자, 특히 소아 인구의 CSF 샘플에서 병원체 검출을 위해 NGS를 적용한 연구는 거의 보고되지 않았습니다. 본 연구에서는 NGS 기술을 이용하여 세균성 수막염 아동의 뇌척수액 샘플에서 직접 검출하고 세균성 뇌수막염의 병원성 동정에 대한 NGS 기술의 타당성과 의의를 평가하고자 한다.