jofinЖурнал инфектологииJournal Infectology2072-6732IPO “АIDSSPbR"10.22625/2072-6732-2025-17-4-170-177jofin-1904Research ArticleКлинический случайClinical CaseОпыт использования клинической метагеномики для идентификации возбудителей интраабдоминального сепсиса (клинический случай)Implementation of clinical metagenomics for pathogen identification in intra-abdominal sepsis: A case reportГостевВ. В.GostevV. V.

Гостев Владимир Валерьевич – старший научный сотрудник научно-исследовательского отдела медицинской микробиологии и молекулярной эпидемиологии; профессор кафедры медицинской микробиологии, д.б.н. 

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

guestvv11@gmail.comШляпниковС. А.ShlyapnikovS. A.

Шляпников Серей Алексеевич – руководитель отдела хирургических инфекций, д.м.н., профессор, заслуженный врач РФ 

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

shlyapnikov@hotmail.comБазиянЕ. В.BaziianE. V.

Базиян Елена Владимировна – младший научный сотрудник научно-исследовательского отдела экспериментальной медицинской вирусологии, молекулярной генетики и биобанкинга 

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

waz2107gen@yandex.ruПичугинаГ. А.PichuginaG. A.

Пичугина Галина Александровна – заведующая ОРИТ № 7, старший научный сотрудник отдела хирургических инфекций, к.м.н. 

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

gal-gal2000@mail.ruЖелезоваЛ. И.GelezovaL. I.

Железова Людмила Ильинична – старший научный сотрудник научно-исследовательского отдела медицинской микробиологии и молекулярной эпидемиологии, к.м.н. 

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

ludabac@list.ruКалиногорскаяО. С.KalinogorskayaO. S.

Калиногорская Ольга Серафимовна – научный сотрудник научно-исследовательского отдела медицинской микробиологии и молекулярной эпидемиологии, к.м.н. 

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

kalinogorskaya@bk.ruИголкинаА. А.IgolkinaA. A.

Иголкина Александра Александровна – младший научный сотрудник научно-исследовательского отдела экспериментальной медицинской вирусологии, молекулярной генетики и биобанкинга 

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

gribanovaalal@bk.ruПлешковВ. Ю.PleshkovV. Yu.

Плешков Вячеслав Юрьевич – лаборант-исследователь научно-исследовательского отдела медицинской микробиологии и молекулярной эпидемиологии; младший научный сотрудник отдела хирургических инфекций 

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

slavple@mail.ruЦветковаИ. А.TsvetkovaI. A.

Цветкова Ирина Анатольевна – научный сотрудник научно-исследовательского отдела медицинской микробиологии и молекулярной эпидемиологии; доцент кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии, к.б.н. 

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

i.tsvetik@gmail.comГолеваО. В.GolevaO. V.

Голева Ольга Владимировна – старший научный сотрудник научно-исследовательского отдела экспериментальной медицинской вирусологии, молекулярной генетики и биобанкинга, к.б.н. 

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

golev.ao@mail.ruАгеевецВ. А.AgeevetsV. A.

Агеевец Владимир Андреевич – старший научный сотрудник научно-исследовательского отдела медицинской микробиологии и молекулярной эпидемиологии, к.б.н. 

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

ageevets@list.ruНасерН. Р.NaserN. R.

Насер Надежда Рамезовна – профессор кафедры общей хирургии; старший научный сотрудник отдела хирургических инфекций, руководитель научно-методического отдела, д.м.н., доцент 

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

Nadegda_nasser@mail.ruСидоренкоС. В.SidorenkoS. V.

Сидоренко Сергей Владимирович – директор Института экспериментальной микробиологии и геномики микроорганизмов; профессор кафедры медицинской микробиологии, д.м.н., профессор, член-корреспондент РАН 

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

sidorserg@gmail.comФедеральный научно-клинический центр инфекционных болезней; Северо-Западный государственный медицинский университет им. И. И. МечниковаРоссияFederal Scientific and Clinical Center of Infectious Diseases; North-Western State Medical University named after I. I. MechnikovRussian FederationСанкт-Петербургский научно-исследовательский институт скорой помощи им. И.И. ДжанелидзеРоссияSaint-Petersburg Research Institute of Emergency Medicine named after I.I. DzhanelidzeRussian FederationФедеральный научно-клинический центр инфекционных болезнейРоссияFederal Scientific and Clinical Center of Infectious DiseasesRussian FederationФедеральный научно-клинический центр инфекционных болезней; Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт скорой помощи им. И.И. ДжанелидзеРоссияFederal Scientific and Clinical Center of Infectious Diseases; Saint-Petersburg Research Institute of Emergency Medicine named after I.I. DzhanelidzeRussian FederationФедеральный научно-клинический центр инфекционных болезней; Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университетРоссияFederal Scientific and Clinical Center of Infectious Diseases; Saint-Petersburg State Pediatric Medical UniversityRussian FederationСеверо-Западный государственный медицинский университет им. И. И. Мечникова; Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт скорой помощи им. И.И. ДжанелидзеРоссияNorth-Western State Medical University named after I. I. Mechnikov; Saint-Petersburg Research Institute of Emergency Medicine named after I.I. DzhanelidzeRussian Federation202518122025174170177Copyright © Гостев В.В., Шляпников С.А., Базиян Е.В., Пичугина Г.А., Железова Л.И., Калиногорская О.С., Иголкина А.А., Плешков В.Ю., Цветкова И.А., Голева О.В., Агеевец В.А., Насер Н.Р., Сидоренко С.В., 20252025Гостев В.В., Шляпников С.А., Базиян Е.В., Пичугина Г.А., Железова Л.И., Калиногорская О.С., Иголкина А.А., Плешков В.Ю., Цветкова И.А., Голева О.В., Агеевец В.А., Насер Н.Р., Сидоренко С.В.Gostev V.V., Shlyapnikov S.A., Baziian E.V., Pichugina G.A., Gelezova L.I., Kalinogorskaya O.S., Igolkina A.A., Pleshkov V.Y., Tsvetkova I.A., Goleva O.V., Ageevets V.A., Naser N.R., Sidorenko S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.niidi.ru/jofin/article/view/1904

Методы клинической метагеномики в значительной степени расширяют возможности этиологической диагностики, особенно в тех случаях, когда не удается выявить возбудителей при использовании культуральных методов. В статье описан клинический случай острого гангренозно-перфоративного аппендицита, осложненного тяжелым сепсисом и полиорганной недостаточностью. Посевы образцов крови на протяжении всей госпитализации были отрицательными, что послужило основанием для метагеномного секвенирования цельной крови и плазмы, полученных у пациента на 1-е и 7-е сутки заболевания. Использовались 2 платформы секвенирования – MGI и Oxford NanoPore (ONT). Было получено 28,2–58,6 млн парных ридов на платформе MGI и 0,54–5,1 млн ридов на платформе ONT. Соотношение фрагментов ДНК Homo sapiens и ДНК микроорганизмов составляло 99% и <1% соответственно. В образцах плазмы крови были выявлены фрагменты внеклеточной ДНК (cfDNA – cell-free DNA) анаэробов: Bacteroides thetaiotaomicron, Phocaeicola vulgatus и Barnesiella intestinihominis, которые входят в состав кишечной микробиоты человека, но способны вызывать тяжелый сепсис с высокой летальностью. Во всех образцах было выявлено большое количество фрагментов ДНК вируса герпеса Roseolovirus human beta 6a, что, скорее всего, свидетельствует о его реактивации и возможной роли в утяжелении инфекционного процесса. Информация о потенциальных патогенах, полученная методами метагеномного секвенирования, может быть использована для обоснования тактики этиотропной терапии.

Clinical metagenomics methods significantly expand diagnostic capabilities, especially in cases where pathogens cannot be identified using traditional methods. This study describes a clinical case of acute gangrenous-perforated appendicitis complicated by severe sepsis and multiple organ failure. Blood cultures were negative throughout hospitalization, which served as the basis for metagenomic sequencing of whole blood and plasma obtained from the patient on the first and seventh days of illness. Two sequencing platforms were used: MGI and Oxford Nanopore (ONT). A total of 28.2 million to 58.6 million paired reads were obtained on the MGI platform, and 0.54 to 5.1 million reads on the ONT platform. The ratio of Homo sapiens DNA fragments to microbial DNA fragments was 99% and <1%, respectively. Cell-free DNA (cfDNA) fragments of anaerobes Bacteroides thetaiotaomicron, Phocaeicola vulgatus, and Barnesiella intestinihominis, which are part of the human intestinal microbiota but can cause severe sepsis with high mortality, were detected in blood plasma samples. Many DNA fragments of the herpes virus Roseolovirus human beta 6a were detected in all samples, likely indicating its reactivation and possible role in the severity of the infection. Information on potential pathogens obtained through metagenomic sequencing methods can be used to inform etiotropic treatment strategies.

сепсисперитонитмолекулярная диагностикаклиническая метагеномикаcfDNAsepsisperitonitismolecular diagnosticsclinical metagenomicscfDNAReferencesWilson ML: Development of new methods for detecting bloodstream pathogens. Clinical Microbiology and Infection 2020, 26(3):319-324.Wilson ML: Development of new methods for detecting bloodstream pathogens. Clinical Microbiology and Infection 2020, 26(3):319-324.Kumar A: Early antimicrobial therapy in severe sepsis and septic shock. Curr Infect Dis Rep 2010, 12(5):336-344.Kumar A: Early antimicrobial therapy in severe sepsis and septic shock. Curr Infect Dis Rep 2010, 12(5):336-344.Gajdács M, Urbán E: Relevance of anaerobic bacteremia in adult patients: A never-ending story? Eur J Microbiol Immunol (Bp) 2020, 10(2):64-75.Gajdács M, Urbán E: Relevance of anaerobic bacteremia in adult patients: A never-ending story? Eur J Microbiol Immunol (Bp) 2020, 10(2):64-75.Bartlett JG, Dick J: The controversy regarding routine anaerobic blood cultures. The American Journal of Medicine 2000, 108(6):505-506.Bartlett JG, Dick J: The controversy regarding routine anaerobic blood cultures. The American Journal of Medicine 2000, 108(6):505-506.Brook I: The role of anaerobic bacteria in bacteremia. Anaerobe 2010, 16(3):183-189.Brook I: The role of anaerobic bacteria in bacteremia. Anaerobe 2010, 16(3):183-189.Yang L, Lin Y, Wang J, Song J, Wei B, Zhang X, Yang J, B. L: Comparison of Clinical Characteristics and Outcomes Between Positive and Negative Blood Culture Septic Patients: A Retrospective Cohort Study. Infect Drug Resist 2021, 14:4191-4142.Yang L, Lin Y, Wang J, Song J, Wei B, Zhang X, Yang J, B. L: Comparison of Clinical Characteristics and Outcomes Between Positive and Negative Blood Culture Septic Patients: A Retrospective Cohort Study. Infect Drug Resist 2021, 14:4191-4142.Leligdowicz A, Dodek PM, Norena M, Wong H, Kumar A, Kumar A: Association between source of infection and hospital mortality in patients who have septic shock. Am J Respir Crit Care Med 2014, 189(10):1204-1213.Leligdowicz A, Dodek PM, Norena M, Wong H, Kumar A, Kumar A: Association between source of infection and hospital mortality in patients who have septic shock. Am J Respir Crit Care Med 2014, 189(10):1204-1213.Chang Y, Oh JH, Oh DK, Lee SY, Hyun D-g, Park MH, Lim C-M, Lim C-M, Hong S-B, Oh DK et al: Culture-negative sepsis may be a different entity from culture-positive sepsis: a prospective nationwide multicenter cohort study. Critical Care 2024, 28(1):385.Chang Y, Oh JH, Oh DK, Lee SY, Hyun D-g, Park MH, Lim C-M, Lim C-M, Hong S-B, Oh DK et al: Culture-negative sepsis may be a different entity from culture-positive sepsis: a prospective nationwide multicenter cohort study. Critical Care 2024, 28(1):385.Jia J, Zhong Y, Zhang H, Yuan D, Ma L, Wang D, Zhang J, Ma Y: Identification of human parvovirus 4 genotypes 1 and 2 in Chinese source plasma pools. Journal of medical virology 2021, 93(8):4780-4785.Jia J, Zhong Y, Zhang H, Yuan D, Ma L, Wang D, Zhang J, Ma Y: Identification of human parvovirus 4 genotypes 1 and 2 in Chinese source plasma pools. Journal of medical virology 2021, 93(8):4780-4785.Liu Y, Qin S, Lan C, Huang Q, Zhang P, Cao W: Effectiveness of metagenomic next-generation sequencing in the diagnosis of infectious diseases: A systematic review and metaanalysis. Int J Infect Dis 2024, 142:106996.Liu Y, Qin S, Lan C, Huang Q, Zhang P, Cao W: Effectiveness of metagenomic next-generation sequencing in the diagnosis of infectious diseases: A systematic review and metaanalysis. Int J Infect Dis 2024, 142:106996.Park SY, Chang EJ, Ledeboer N, Messacar K, Lindner MS, Venkatasubrahmanyam S, Wilber JC, Vaughn ML, Bercovici S, Perkins BA et al: Plasma Microbial Cell-Free DNA Sequencing from over 15,000 Patients Identified a Broad Spectrum of Pathogens. Journal of clinical microbiology 2023, 61(8):e0185522.Park SY, Chang EJ, Ledeboer N, Messacar K, Lindner MS, Venkatasubrahmanyam S, Wilber JC, Vaughn ML, Bercovici S, Perkins BA et al: Plasma Microbial Cell-Free DNA Sequencing from over 15,000 Patients Identified a Broad Spectrum of Pathogens. Journal of clinical microbiology 2023, 61(8):e0185522.Kierzkowska M, Markowska M, Kownacki J, Podsiad y E, Majewska A: Anaerobic bacteraemia – identification of Bacteroides and Phocaeicola in blood samples. Challenges in antimicrobial susceptibility testing. The Microbe 2025, 7(100374).Kierzkowska M, Markowska M, Kownacki J, Podsiad y E, Majewska A: Anaerobic bacteraemia – identification of Bacteroides and Phocaeicola in blood samples. Challenges in antimicrobial susceptibility testing. The Microbe 2025, 7(100374).Pricop GR, Gheorghe I, Pircalabioru GG, Cristea V, Popa M, Marutescu L, Chifiriuc MC, Mihaescu G, Bezirtzoglou E: Resistance and Virulence Features of Bacteroides spp. Isolated from Abdominal Infections in Romanian Patients. Pathogens 2020, 9(11).Pricop GR, Gheorghe I, Pircalabioru GG, Cristea V, Popa M, Marutescu L, Chifiriuc MC, Mihaescu G, Bezirtzoglou E: Resistance and Virulence Features of Bacteroides spp. Isolated from Abdominal Infections in Romanian Patients. Pathogens 2020, 9(11).Miragliotta G, Del Gaudio T, Tajani E, Mosca A: Bacteroides thetaiotaomicron in posthysterectomy infection. Anaerobe 2006, 12(5-6):276-278.Miragliotta G, Del Gaudio T, Tajani E, Mosca A: Bacteroides thetaiotaomicron in posthysterectomy infection. Anaerobe 2006, 12(5-6):276-278.Agarwal N, Hansberry DR, Goldstein IM: Infection with bacteroides thetaiotaomicron during posterior decompression and dynamic stabilization of the lumbar spine: a case report and review of the literature. The International journal of neuroscience 2014, 124(8):621-625.Agarwal N, Hansberry DR, Goldstein IM: Infection with bacteroides thetaiotaomicron during posterior decompression and dynamic stabilization of the lumbar spine: a case report and review of the literature. The International journal of neuroscience 2014, 124(8):621-625.Kim MG, Jeon JW, Ryu IH, Lee JJ, Kim JS, Choi JW, Cho BS, Yoon HJ: Mycotic abdominal aortic aneurysm caused by bacteroides thetaiotaomicron and acinetobacter lwoffii: the first case in Korea. Infection & chemotherapy 2014, 46(1):54-58.Kim MG, Jeon JW, Ryu IH, Lee JJ, Kim JS, Choi JW, Cho BS, Yoon HJ: Mycotic abdominal aortic aneurysm caused by bacteroides thetaiotaomicron and acinetobacter lwoffii: the first case in Korea. Infection & chemotherapy 2014, 46(1):54-58.Morotomi M, Nagai F, Sakon H, Tanaka R: Dialister succinatiphilus sp. nov. and Barnesiella intestinihominis sp. nov., isolated from human faeces. International journal of systematic and evolutionary microbiology 2008, 58(Pt 12):2716-2720.Morotomi M, Nagai F, Sakon H, Tanaka R: Dialister succinatiphilus sp. nov. and Barnesiella intestinihominis sp. nov., isolated from human faeces. International journal of systematic and evolutionary microbiology 2008, 58(Pt 12):2716-2720.Li D, Gai W, Zhang J, Cheng W, Cui N, Wang H: Metagenomic Next-Generation Sequencing for the Microbiological Diagnosis of Abdominal Sepsis Patients. Frontiers in microbiology 2022, 13:816631.Li D, Gai W, Zhang J, Cheng W, Cui N, Wang H: Metagenomic Next-Generation Sequencing for the Microbiological Diagnosis of Abdominal Sepsis Patients. Frontiers in microbiology 2022, 13:816631.Zhu R, Hong X, Zhang D, Xiao Y, Xu Q, Wu B, Guo J, Han X, Yang Q, Zhao Y et al: Application of metagenomic sequencing of drainage fluid in rapid and accurate diagnosis of postoperative intra-abdominal infection: a diagnostic study. International journal of surgery 2023, 109(9):2624-2630.Zhu R, Hong X, Zhang D, Xiao Y, Xu Q, Wu B, Guo J, Han X, Yang Q, Zhao Y et al: Application of metagenomic sequencing of drainage fluid in rapid and accurate diagnosis of postoperative intra-abdominal infection: a diagnostic study. International journal of surgery 2023, 109(9):2624-2630.Mao JY, Li DK, Zhang D, Yang QW, Long Y, Cui N: Utility of paired plasma and drainage fluid mNGS in diagnosing acute intra-abdominal infections with sepsis. BMC infectious diseases 2024, 24(1):409.Mao JY, Li DK, Zhang D, Yang QW, Long Y, Cui N: Utility of paired plasma and drainage fluid mNGS in diagnosing acute intra-abdominal infections with sepsis. BMC infectious diseases 2024, 24(1):409.Shi P, Liu J, Liang A, Zhu W, Fu J, Wu X, Peng Y, Yuan S, Wu X: Application of metagenomic next-generation sequencing in optimizing the diagnosis of ascitic infection in patients with liver cirrhosis. BMC infectious diseases 2024, 24(1):503.Shi P, Liu J, Liang A, Zhu W, Fu J, Wu X, Peng Y, Yuan S, Wu X: Application of metagenomic next-generation sequencing in optimizing the diagnosis of ascitic infection in patients with liver cirrhosis. BMC infectious diseases 2024, 24(1):503.Zheng L, Kang Z, Wang R, Lv M, Gao Z, Xu H, Wang M: Evaluation of the Diagnostic Performance of mNGS in Detecting Intra-Abdominal Infections of the Emergency Department Patients. Infection and drug resistance 2023, 16:1421-1432.Zheng L, Kang Z, Wang R, Lv M, Gao Z, Xu H, Wang M: Evaluation of the Diagnostic Performance of mNGS in Detecting Intra-Abdominal Infections of the Emergency Department Patients. Infection and drug resistance 2023, 16:1421-1432.Ong DSY, Bonten MJM, Spitoni C, Verduyn Lunel FM, Frencken JF, Horn J, Schultz MJ, van der Poll T, Klein Klouwenberg PMC, Cremer OL et al: Epidemiology of Multiple Herpes Viremia in Previously Immunocompetent Patients With Septic Shock. Clinical Infectious Diseases 2017, 64(9):1204-1210.Ong DSY, Bonten MJM, Spitoni C, Verduyn Lunel FM, Frencken JF, Horn J, Schultz MJ, van der Poll T, Klein Klouwenberg PMC, Cremer OL et al: Epidemiology of Multiple Herpes Viremia in Previously Immunocompetent Patients With Septic Shock. Clinical Infectious Diseases 2017, 64(9):1204-1210.Walton AH, Muenzer JT, Rasche D, Boomer JS, Sato B, Brownstein BH, Pachot A, Brooks TL, Deych E, Shannon WD et al: Reactivation of Multiple Viruses in Patients with Sepsis. PLOS ONE 2014, 9(6):e98819.Walton AH, Muenzer JT, Rasche D, Boomer JS, Sato B, Brownstein BH, Pachot A, Brooks TL, Deych E, Shannon WD et al: Reactivation of Multiple Viruses in Patients with Sepsis. PLOS ONE 2014, 9(6):e98819.Brenner T, Rosenhagen C, Hornig I, Schmidt K, Lichtenstern C, Mieth M, Bruckner T, Martin E, Schnitzler P, Hofer S et al: Viral infections in septic shock (VISS-trial)-crosslinks between inflammation and immunosuppression. J Surg Res 2012, 176(2):571-582.Brenner T, Rosenhagen C, Hornig I, Schmidt K, Lichtenstern C, Mieth M, Bruckner T, Martin E, Schnitzler P, Hofer S et al: Viral infections in septic shock (VISS-trial)-crosslinks between inflammation and immunosuppression. J Surg Res 2012, 176(2):571-582.Schuierer L, Gebhard M, Ruf H-G, Jaschinski U, Berghaus TM, Wittmann M, Braun G, Busch DH, Hoffmann R: Impact of acyclovir use on survival of patients with ventilatorassociated pneumonia and high load herpes simplex virus replication. Critical Care 2020, 24(1):12.Schuierer L, Gebhard M, Ruf H-G, Jaschinski U, Berghaus TM, Wittmann M, Braun G, Busch DH, Hoffmann R: Impact of acyclovir use on survival of patients with ventilatorassociated pneumonia and high load herpes simplex virus replication. Critical Care 2020, 24(1):12.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.