
社区获得性肺炎(CAP)和社区获得性重症肺炎(sCAP)是全球医疗系统的沉重负担,其治愈关键在于早期识别并精准用药。然而临床传统病原微生物检测方法(CTs)检出率有限、周期长、诊断时还容易漏掉混合感染,亟需更准确的辅助诊断手段。
迪安诊断与宁波大学附属第一医院合作,综合比较靶向下一代测序(tNGS)技术与CTs在临床诊断中的作用,对380例患者的肺泡灌洗液进行了回顾性分析。
研究结果显示:tNGS的检测结果与最终临床诊断总一致率达83.02%,远高于CTs的38.37%;tNGS还成功识别出67%的混合感染病例,以“细菌+病毒”共感染最为多见(40.7%),明确了CAP与sCAP存在特征性差异的病原谱构成。该研究成果已发表于国际权威期刊《Frontiers in Microbiology》(IF=4.5)。

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● 研究背景

CAP是一种由细菌、真菌和病毒等病原体感染引起的常见感染性疾病,进一步发展为sCAP后,其症状更加严重,可能引起器官衰竭或危及患者生命,给医疗系统带来了重大负担[1]。作为一类常见的由复杂微生物感染引起的急性下呼吸道感染疾病,其临床表现范围广泛,从表现为发热和咳嗽的轻度肺炎,到可能发展为败血症或急性呼吸衰竭的重度肺炎,症状可能与其他疾病存在重叠,导致难以及时辨别,同时,感染病原识别准确率低,广谱抗生素的过度使用,给肺炎的诊断和管理带来了挑战[2-3]。
《急诊成人社区获得性肺炎临床实践指南(2024年版)》指出,2016-2019年,住院CAP患者的年平均发病率为187/10万,其中sCAP约占CAP患者的13.58%~20.05%[4]。近年来,CAP院内病死率在0.8%~2.1%,而sCAP院内病死率高于2.49%,病死率伴随年龄增长而升高,其中65岁以上CAP患者,病死率可达5.7%[4]。
社区获得性肺炎的诊断和治疗依赖于快速识别[2,5]。临床传统病原微生物检测方法(CTs),如形态学检测、分离培养及药敏、免疫学或核酸检测等,在临床上广泛使用,具有一定的诊断敏感性和特异性,仍存在一定的局限性[6-7]。
靶向下一代测序(tNGS)是一种准确且快速的分子病原体检测方法,在保持较高检测灵敏度的同时,覆盖数百种常见临床病原体,可同步检测耐药基因[3,8,9]。tNGS通过严格的引物或探针设计,构建了涵盖大多数常见临床病原体的检测范围,可应用于多种临床样本类型[3]。
早期确定sCAP患者的感染病原,有利于指导抗菌药物的使用,改善患者的病死率[6]。因此,采用更有效的方法作为新工具辅助肺炎诊断成为目前临床发展的趋势。
● 研究方法

本研究是一项回顾性研究,患者群体根据临床综合诊断结果分组,CAP及sCAP诊断标准基于《急诊成人社区获得性肺炎临床实践指南》与《美国传染病学会/美国胸科学会关于成人社区获得性肺炎管理的共识指南》进行,最终纳入380例患者(CAP295例,sCAP85例)。
所有患者均同时接受tNGS(迪安诊断泛感染靶向高通量测序,覆盖431种病原体,同步检测耐药/毒力基因)和CTs(细菌/真菌培养、抗酸染色、Gram染色、PCR等)进行检测。
针对CTs与tNGS在临床下呼吸道病原诊断过程中的一致性、CAP/sCAP感染病原谱差异、感染模式差异,以及不同检测方法与临床诊断结果对比一致性进行了对比和研究,以评估tNGS在社区获得性肺炎进展过程中可以起到的诊断作用。

图1:实验设计概述及患者入组流程图。
● 主要研究结果

sCAP与CAP感染病原体分布比较
tNGS共检出86种不同病原体,其中CAP患者的感染以病毒和细菌为主,而sCAP患者的感染主要为细菌和真菌感染。
CAP患者检出病原TOP5分别是:人类疱疹病毒4(EBV,44.75%),人类疱疹病毒7(HHV-7,38.98%),流感嗜血杆菌(24.75%),肺炎链球菌(14.92%)和耶氏肺孢子菌(10.51%);sCAP患者检出病原TOP5分别是:鲍曼不动杆菌(37.65%),肺炎克雷伯菌(31.76%),铜绿假单胞菌(27.06%),白色念珠菌(27.06%)和人类疱疹病毒4(EBV,25.88%)。

图2:380份样本中病原体的检出频率。病原体检出频率比较(左侧为CAP,右侧为sCAP)。病原体分为三组:病毒组、真菌组和细菌组。
病原体感染模式
CAP/sCAP患者群体中,最主要的感染模式为混合感染。67%的患者为混合感染(n=254/380),其中细菌与病毒的组合共感染率最高,达40.7%(n=155/380)。
根据病原交叉感染模式对常见感染病原组合进行了评估,最常检测到的病原体组合是EBV和HHV-7。其次常见的组合是流感嗜血杆菌和EBV。

图3:380份样本中的混合感染模式。(A)380份样本的感染模式。(B)前30位病原体的混合感染频率。每个圆点代表一对病原体。颜色越深、圆点越大,表示该两种病原体组合的混合感染频率越高。
EBV是本研究中最多检测到的病原体,它在全球约90%的成年人中广泛分布[10-11]。在健康人群中,EBV大多处于潜伏状态,而因EBV引起感染类疾病的患病率,伴随着人的年龄增长而逐渐升高[11]。EBV和HHV-7的存在通常不一定作为肺炎感染的活跃病因,然而,考虑到本研究纳入患者平均年龄为62岁,因年龄增长引起的免疫衰老或共病导致的病毒感染,值得进一步关注。
tNGS与CTs的一致性评估
在tNGS与CTs的一致性评估中观察到显著差异。对比结果显示,在380个样本中,4%(n=17)的检测结果在tNGS和CTs之间完全一致,28%(n=108)部分一致,67%(n=254)完全不一致。
一致性比较显著差异主要是由方法学差异性造成。CTs在技术限制下存在局限性,以培养法为例,部分病原培养周期过长,部分病原难以培养,以至于在培养周期内无法得到有效培养结果。免疫学分析及PCR方法受限于取样部位,取样时间与技术限制,灵敏度,特异性和检测范围也会受到干扰。相比之下,tNGS受到这些因素的影响较小,能够通过核酸富集降低检出限,同时检测范围较广,能够检测到更加丰富的病原体。
诊断性能比较
基于患者临床症状、常规检测结果和tNGS结果的综合评估,诊断团队对于患者的感染情况及感染的相关诱因进行了综合的评估。在出院小结中记录的最终临床诊断里,其中159名患者的临床诊断结果有识别出致病病原体(如侵袭性肺曲霉病和耶氏肺孢子菌肺炎)。研究团队对于这一分组进行了tNGS检测结果/CTs结果与临床诊断的一致性比较。

图4:一致性比较。(A)tNGS与CTs之间的一致性比较。(B)与临床诊断的一致性比较。
综合完全一致与部分一致(不影响临床诊断)的结果,作为检测方法与临床诊断之间一致的评估,tNGS与临床诊断之间的一致性显著高于CTs与临床诊断之间的一致性(83.02%vs38.37%,p<0.05)。在与临床诊断完全一致的比较中,CTs略高于tNGS,是因为tNGS检测到的定植菌与低载量病原不作为致病性原因。而部分一致(不影响临床诊断)的比较中,tNGS远高于CTs,是因为CTs的局限性导致可检测病原的检测范围、检出限、特异性的局限性,从而导致无法检出部分致病病原。
● 结语

该研究成果丰富了tNGS在下呼吸道感染中的应用证据,明确了tNGS在病原检出率、混合感染识别及临床诊断一致性方面的优势,同时揭示了CAP与sCAP在病原谱构成上的本质差异。
研究结果提示,tNGS可作为CAP/sCAP病原诊断的敏感辅助工具,但其检测结果的标准化解读、定植菌与致病菌的鉴别仍需结合临床表现与常规检测综合判断。
迪安诊断将持续推动tNGS技术在感染性疾病精准诊疗中的临床转化应用,为抗感染治疗的个体化决策提供更全面的分子诊断支持。
来源 | 迪安诊断








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