【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
发布时间:
2021-09-15
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。
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