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【文献速递】mNGS同时检测重症肺炎患者支气管肺泡灌洗液和血液样本中病原体的临床意义

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  • 发布时间:2020-12-21 18:05
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【概要描述】mNGS有助于识别大多数重症肺炎患者的感染病原(85%,17/20),对临床医生的抗菌治疗有潜在的指导作用,可用mNGS补充重症肺炎患者的微生物学结果(传统微生物阳性检出率仅30%,6/20);

【文献速递】mNGS同时检测重症肺炎患者支气管肺泡灌洗液和血液样本中病原体的临床意义

【概要描述】mNGS有助于识别大多数重症肺炎患者的感染病原(85%,17/20),对临床医生的抗菌治疗有潜在的指导作用,可用mNGS补充重症肺炎患者的微生物学结果(传统微生物阳性检出率仅30%,6/20);

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  文献基本信息

  英文题目:The clinical significance of simultaneous detection of pathogens from bronchoalveolar lavage fluid and blood samples by metagenomic next-generation sequencing in patients with severe pneumonia

  中文题目:mNGS同时检测重症肺炎患者支气管肺泡灌洗液和血液样本中病原体的临床意义

  发表时间:2020年11月24日

  发表期刊:Journal of Medical Microbiology(IF=2.156)

  DOI:10.1099/jmm.0.0012

  1背景介绍

  严重肺部感染是全球所有患者发病和死亡的主要原因,随着血流感染、多器官衰竭和休克等各种并发症的出现,重症肺炎的病情进展往往会加快。血流感染是重症肺炎患者最常见的并发症之一,快速识别血流感染并确定其病原体,有助于临床对抗生素治疗做出准确选择。在临床中,传统的细菌培养往往不能发现重症肺炎患者血液感染的病原菌。

  近年来,多项证据表明,宏基因组二代测序(mNGS)可识别多种潜在病因(病毒、细菌、真菌、寄生虫等),因此该方法可能是一种有前景的感染性疾病诊断方法。

  mNGS尤其适用于免疫抑制患者或因罕见、新、非典型病因引起的严重复杂疾病患者的病原体检测。

  2研究方法

  根据美国传染病学会/美国胸科学会共识指南(IDSA/ATS)推荐的重症肺炎诊断标准,纳入20例重症肺炎患者,对20例患者进行SOFA (Sequential Organ Failure Assessment)评分。同时采集20例重症肺炎患者的BALF和血样,进行mNGS和传统微生物检测。所有传统微生物检测患者均进行常规检查,包括痰涂片及培养、BALF及血液培养、抗原检测及PCR。

  3结果分析

  患者特征:20位重症肺炎患者的临床特点如下表所示:其中12例患有基础疾病,9例患者治愈;5例使用ECMO支持。用mNGS法分析了2例重症肺炎患者(P1和P9)的BALF和血样中致病菌的动态变化。

  表一 患者的特征

  mNGS同时检测BALF和血液样本的性能及其与传统微生物检测的比较:

  ----mNGS阳性检出率显著高于传统方法

  mNGS对17例BALF样本检出阳性(10例细菌感染,5例病毒感染,2例真菌感染)、对11例血液样本检出阳性;传统方法仅检出10例阳性(1例病理学、3例PCR、6例培养),如图一所示。

  图一 mNGS-BALF、mNGS-血液与传统方法阳性检出对比

  10例重症肺炎患者mNGS同时检出血标本和BALF中的病原菌,提示近50%的重症肺炎患者有血流感染并发症,且BALF中病原菌与mNGS检出血标本的病原菌高度一致。此外,mNGS从患者血样中检测到的微生物reads数量明显低于在BALF中检测到的微生物reads数量,表明原感染部位微生物reads更为丰富。在P14中,化脓性链球菌仅在血培养中发现,但在血液样本的mNGS检测中未发现,说明mNGS有时不能检测到传统培养发现的病原体,不能代替传统细菌培养。

  ----mNGS对病原体感染的动态监测

  对P1和P9两位免疫抑制患者进行mNGS动态检测。P1患者重症肺炎早期,mNGS在BALF和血液中快速准确检出腺病毒,调整治疗药物后患者BALF和血液样本中腺病毒清除。在大多数情况下,mNGS检测的血液样本和BALF样本具有良好的一致性。由于患者长期接受ECMO支持,mNGS发现血液样本中存在混合微生物感染;血液和BALF样本中的病原体种类发生了显著的变化,表明血液和BALF样本中的病原体在疾病进展和抗生素的使用中会产生差异。

  图二 P1患者微生物检测、抗菌药物治疗及疾病进展动态监测

  P9患者重症肺炎早期,mNGS检测到人腺病毒(ADV)、嗜麦芽窄食单胞菌、狡诈潘多拉菌合并感染情况。随着病情的进展,mNGS检测显示BALF中的ADV下降,而嗜麦芽窄食单胞菌与狡诈潘多拉菌持续合并感染,加重了重症肺炎。传统细菌培养仅检出嗜麦芽窄食单胞菌。由于疾病的不可控性,动态mNGS检测结果显示BALF中的微生物也可能导致血液感染,表明mNGS对血液样本中病原体的检测结果有时可以帮助预测BALF中的病原体。

  图三 P9患者微生物检测、抗菌药物治疗及疾病进展动态监测

  4讨论与总结

  1、mNGS有助于识别大多数重症肺炎患者的感染病原(85%,17/20),对临床医生的抗菌治疗有潜在的指导作用,可用mNGS补充重症肺炎患者的微生物学结果(传统微生物阳性检出率仅30%,6/20);

  2、在重症肺炎患者中,常规的细菌检测方法往往会遗漏血样中检测到的病原体(例如ADV\spn\PCP);

  3、mNGS检测BALF和血液样本中主要病原体种类的高度一致性表明:严重肺炎患者的病原体在很大程度上可由肺部向血液中传播;

  4、强烈推荐在重症肺炎早期患者中应用mNGS同时检测BALF和血液样本中的病原体。

 

 关于金匙医学

  “金匙Genskey”取“基因钥匙”的含义,寓意企业以基因科技作为破解感染诊断难题的金钥匙。金匙医学的核心技术是感染病原高通量检测技术,为广大医疗工作者提供全面、准确、快速的病原微生物检测产品及服务。金匙医学研发中心坐落于北京中关村昌平生命科学园,是中关村高新企业,第三方医学检验所分别位于北京、天津、上海、广州,另在天津建有GMP车间,生产病原诊断医疗器械。

  金匙医学已获得数个I类,II类注册证,2项已授权发明专利,二十余项计算机软著。并与多家顶级临床院所深入合作,发表4篇高分SCI文章。在新型冠状病毒疫情期间,金匙医学联合四川大学华西医院开展SARS-Cov-2变异分析研究,并在国际病毒学权威杂志Journal ofVirology发表合作研究论文。

  金匙医学与中日友好医院、北京大学人民医院、首都医科大学附属北京同仁医院、四川大学华西医院、中国医学科学院血液学研究所血液病医院、河南省肿瘤医院、陆道培医疗集团等顶级院所建立了深入合作关系,面向呼吸、血液、检验、重症、感染等科室,提供病原微生物宏基因组诊断产品及检测服务的整体解决方案。

  金匙医学开发的“新型冠状病毒(2019-nCoV)IgM/IgG抗体检测试剂盒(胶体金法)”、“新型冠状病毒(2019-nCoV)核酸检测试剂盒(荧光PCR法)”和“新型冠状病毒(2019-nCoV)核酸检测试剂盒(可逆末端终止法)”均已取得CE准入资格。2020年7月,金匙医学研发的病原微生物测序数据分析软件”成功获得医疗器械注册证,该软件提供包括细菌、支原体、衣原体、立克次氏体、螺旋体、病毒以及真菌的最全类别病原信息,将为临床感染性疾病的诊治提供重要且更为全面的参考。

  金匙医学已获得国家级科技型中小企业、天津市雏鹰企业、天津市战略性新兴产业领军企业等荣誉称号;在CHC医疗咨询联合中信证券在线发布的“2019年度中国医疗大健康产业投融资荣誉榜”中荣获“中国医疗健康产业最佳新锐奖”;在“2020年中关村国际前沿科技创新大赛”中荣登“病毒检测技术专场TOP10榜单”,同时在2020年荣获国家高新技术企业称号。

 

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